JP7031669B2 - Information processing equipment, information processing methods and programs - Google Patents
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Description
本開示は、情報処理装置、情報処理方法及びプログラムに関する。 The present disclosure relates to information processing devices, information processing methods and programs.
精神的ストレス度の評価や自律神経機能の評価を行う際に、心拍変動に基づくHRV(Heart Rate Variability)指標を用いることが知られている。当該HRV指標は、例えば、ユーザの身体の一部に電極等を貼り付けて測定することによって得られた心電図(Electrocardiogram:ECG)により、心拍間隔(R-R間隔(RRI)とも呼ばれる)を算出し、算出したRRIから取得することができる。また、上記HRV指標は、心拍変動と高い相関性を持つ脈拍変動から算出された脈拍間隔(Pulse Rate Interval:PPI)からも取得することができる。このようなRRI等の取得装置としては、下記の特許文献1~3に開示されている。
It is known to use an HRV (Heart Rate Variability) index based on heart rate variability when evaluating the degree of psychological stress and the autonomic nervous function. For the HRV index, for example, a heartbeat interval (also called an RR interval (RRI)) is calculated by an electrocardiogram (ECG) obtained by attaching an electrode or the like to a part of the user's body and measuring it. It can be obtained from the calculated RRI. The HRV index can also be obtained from the pulse interval (Pulse Rate Interval: PPI) calculated from the pulse fluctuation having a high correlation with the heart rate variability. Such an acquisition device for RRI or the like is disclosed in the following
近年、心拍変動や脈拍変動を検出するセンサ等が小型化し、ユーザが当該センサを装着し、心拍変動や脈拍変動を常時測定することが可能になった。その結果、ユーザが日常動作等、自由に動いている状態(自由行動下)においても測定が行われることとなり、心拍変動や脈拍変動の測定時のユーザの状態は、安静、且つ、同一姿勢に維持されていない場合がある。すなわち、心拍変動や脈拍変動の測定は、常に好適な状態にあるとはいえない。そして、このような状態において測定された心拍変動や脈拍変動には、例えばユーザの動きに起因したノイズ等が含まれることがあることから、測定された当該心拍変動や脈拍変動、これらに基づいて算出されるHRV指標等の信頼性が低くなる場合がある。しかしながら、自由に行動することが可能なユーザに関するHRV指標等であっても、高い信頼性を有する指標であることが求められる。 In recent years, sensors for detecting heart rate variability and pulse variability have become smaller, and it has become possible for a user to wear the sensor and constantly measure heart rate variability and pulse variability. As a result, the measurement is performed even when the user is freely moving (under free movement) such as daily movements, and the user's state at the time of measuring heart rate variability and pulse variability is at rest and in the same posture. It may not be maintained. That is, it cannot be said that the measurement of heart rate variability and pulse variability is always in a suitable state. Since the heart rate variability and pulse variability measured in such a state may include, for example, noise caused by the movement of the user, the measured heart rate variability and pulse variability are based on these. The reliability of the calculated HRV index and the like may be low. However, even an HRV index or the like relating to a user who can act freely is required to be an index having high reliability.
そこで、本開示では、自由行動下のユーザにおける心拍変動又は脈拍変動の測定において、測定を好適な状態にすることが可能な、新規かつ改良された情報処理装置、情報処理方法及びプログラムを提案する。 Therefore, in the present disclosure, we propose a new and improved information processing device, information processing method, and program that can make the measurement suitable for the measurement of heart rate variability or pulse variability in a user under free movement. ..
本開示によれば、ユーザに装着された脈波センサによって取得されたセンシングデータから取得された拍動変動データ、又は、当該拍動変動データから算出される前記ユーザの身体状態を示す身体指標の信頼度を算出する信頼度算出部と、算出した前記信頼度に基づいて、各種処理を制御する制御部と、を備える情報処理装置が提供される。 According to the present disclosure, the pulsation fluctuation data acquired from the sensing data acquired by the pulse wave sensor attached to the user, or the physical index indicating the physical condition of the user calculated from the pulsation fluctuation data. An information processing apparatus including a reliability calculation unit for calculating reliability and a control unit for controlling various processes based on the calculated reliability is provided.
また、本開示によれば、ユーザに装着された脈波センサによって取得されたセンシングデータから取得された拍動変動データ、又は、当該拍動変動データから算出される前記ユーザの身体状態を示す身体指標の信頼度を算出し、算出した前記信頼度に基づいて、各種処理を制御することを含む、情報処理方法が提供される。 Further, according to the present disclosure, the pulsation fluctuation data acquired from the sensing data acquired by the pulse wave sensor attached to the user, or the body indicating the physical condition of the user calculated from the pulsation fluctuation data. An information processing method including calculating the reliability of an index and controlling various processes based on the calculated reliability is provided.
さらに、本開示によれば、ユーザに装着された脈波センサによって取得されたセンシングデータから取得された拍動変動データ、又は、当該拍動変動データから算出される前記ユーザの身体状態を示す身体指標の信頼度を算出する機能と、算出した前記信頼度に基づいて、各種処理を制御する機能と、をコンピュータに実現させるためのプログラムが提供される。 Further, according to the present disclosure, the pulsation fluctuation data acquired from the sensing data acquired by the pulse wave sensor attached to the user, or the body indicating the physical condition of the user calculated from the pulsation fluctuation data. A program for realizing a function of calculating the reliability of an index and a function of controlling various processes based on the calculated reliability on a computer is provided.
以上説明したように本開示によれば、自由行動下のユーザにおける心拍変動又は脈拍変動の測定において、測定を好適な状態にすることが可能な、情報処理装置、情報処理方法及びプログラムを提供することができる。 As described above, according to the present disclosure, there is provided an information processing device, an information processing method and a program capable of setting a suitable state for measuring heart rate variability or pulse variability in a user under free movement. be able to.
なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。 It should be noted that the above effects are not necessarily limited, and either along with or in place of the above effects, any of the effects shown herein, or any other effect that can be ascertained from this specification. May be played.
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Preferred embodiments of the present disclosure will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In the present specification and the drawings, components having substantially the same functional configuration are designated by the same reference numerals, so that duplicate description will be omitted.
また、本明細書及び図面において、実質的に同一または類似の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なる数字を付して区別する場合がある。ただし、実質的に同一または類似の機能構成を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。また、異なる実施形態の類似する構成要素については、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合がある。ただし、類似する構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。 Further, in the present specification and the drawings, a plurality of components having substantially the same or similar functional configurations may be distinguished by adding different numbers after the same reference numerals. However, if it is not necessary to distinguish each of the plurality of components having substantially the same or similar functional configurations, only the same reference numerals are given. Further, similar components of different embodiments may be distinguished by adding different alphabets after the same reference numerals. However, if it is not necessary to distinguish each of the similar components, only the same reference numerals are given.
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
1. 本実施形態に係る情報処理システム1の概要
1.1 情報処理システム1の概要
1.2 ウェアラブルデバイス10の構成
1.3 本実施形態に係るサーバ30の構成
2. 本開示に係る実施形態を創作するに至るまでの経緯
3. 本実施形態に係る制御部330の詳細構成
4. 本実施形態に係る情報処理方法
4.1 異常値の検出
4.2 パラメータについて
4.3 異常値の補正
4.4 信頼度の算出
4.5 信頼度の出力
5.まとめ
6.ハードウェア構成について
7.補足The explanations will be given in the following order.
1. 1. Overview of
<<1. 本実施形態に係る情報処理システム1の概要>>
<1.1 情報処理システム1の概要>
次に、本開示の実施形態に係る構成を説明する。まずは、本開示の実施形態に係る構成について、図1を参照して説明する。図1は、本実施形態に係る情報処理システム1の構成例を説明する説明図である。<< 1. Outline of
<1.1 Overview of
Next, the configuration according to the embodiment of the present disclosure will be described. First, the configuration according to the embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of the
図1に示すように、本実施形態に係る情報処理システム1は、ウェアラブルデバイス10、サーバ30、及びユーザ端末50を含み、これらは互いにネットワーク70を介して通信可能に接続される。詳細には、ウェアラブルデバイス10、サーバ30、及びユーザ端末(出力部)50は、図示しない基地局等(例えば、携帯電話機の基地局、無線LANのアクセスポイント等)を介してネットワーク70に接続される。なお、ネットワーク70で用いられる通信方式は、有線又は無線(例えば、WiFi(登録商標)、Bluetooth(登録商標)等)を問わず任意の方式を適用することができるが、安定した動作を維持することができる通信方式を用いることが望ましい。
As shown in FIG. 1, the
(ウェアラブルデバイス10)
ウェアラブルデバイス10は、ユーザの身体の一部(耳たぶ、首、腕、手首、足首等)に装着可能なデバイス、もしくは、ユーザの身体に挿入されたインプラントデバイス(インプラント端末)であることができる。より具体的には、ウェアラブルデバイス10は、HMD(Head Mounted Display)型、イヤーデバイス型、アンクレット型、腕輪型、首輪型、アイウェア型、パッド型、バッチ型、衣服型等の各種の方式のウェアラブルデバイスを採用することができる。さらに、ウェアラブルデバイス10は、例えば、ユーザの脈拍による脈波信号(拍動変動データ)を検出するPPG(Photo Plethysmo Graphy)センサ部(脈波センサ)122及びユーザの運動による運動状態を検出するモーションセンサ部124等のセンサ類を内蔵する(図2 参照)。なお、ウェアラブルデバイス10の詳細については後述する。(Wearable device 10)
The
なお、以下においては、ウェアラブルデバイス10には、PPGセンサ部122(図2 参照)が設けられるものとして説明する。しかしながら、本実施形態においては、PPGセンサ部122の代わりに、ユーザの身体に貼り付けられた電極(図示省略)を介してユーザの心電図を検出するECG(Electrocardiogram)センサ(図示省略)を設けてもよい。すなわち、以下に説明する実施形態においては、脈波信号から取得することができる脈拍間隔(Pulse Rate Interval:PPI)、又は、心電図から取得することができる心臓の拍動間隔であるR-R間隔(RRI)を用いて、ユーザの身体の状態を示す身体指標であるHRV(Heart Rate Variability)指標を算出することができる。
In the following, it is assumed that the
(サーバ30)
サーバ30は、例えば、コンピュータ等により構成される。サーバ30は、例えば、ウェアラブルデバイス10で取得した情報を処理したり、当該処理により得られた情報を他のデバイス(例えば、ユーザ端末50)に送信したりする。なお、サーバ30の詳細については後述する。(Server 30)
The
(ユーザ端末50)
ユーザ端末50は、本実施形態により提供される情報(例えば、PPIの時系列データ、HRV指標、後述する信頼度等)をユーザに向けて提示するための端末である。例えば、ユーザ端末50は、タブレット型PC(Personal Computer)、スマートフォン、携帯電話、ラップトップ型PC、ノート型PC、HMD等のデバイスであることができる。(User terminal 50)
The
なお、図1においては、本実施形態に係る情報処理システム1は、1つのウェアラブルデバイス10及びユーザ端末50を含むものとして示されているが、本実施形態においてはこれに限定されるものではない。例えば、本実施形態に係る情報処理システム1は、複数のウェアラブルデバイス10及びユーザ端末50を含んでもよい。さらに、本実施形態に係る情報処理システム1は、例えば、ウェアラブルデバイス10からサーバ30へ情報を送信する際の中継装置のような他の通信装置等を含んでもよい。また、本実施形態においては、ウェアラブルデバイス10をスタンドアローン型の装置として使用してもよい。この場合、サーバ30及びユーザ端末50の機能の少なくとも一部が、ウェアラブルデバイス10において行われることとなる。
Note that, in FIG. 1, the
<1.2 ウェアラブルデバイス10の構成>
次に、本開示の実施形態に係るウェアラブルデバイス10の構成について、図2から図6を参照して説明する。図2は、本実施形態に係るウェアラブルデバイス10の構成を示すブロック図である。図3は、本実施形態に係るPPGセンサ部122を説明する説明図である。図4は、本実施形態に係るPPGセンサ部122により得られる脈波信号の一例を示す説明図である。図5は、本実施形態に係るPPGセンサ部122により得られるPPIの時系列データの一例を示す説明図である。図6は、本実施形態に係るウェアラブルデバイス10の装着例を示す説明図である。<1.2 Configuration of
Next, the configuration of the
ウェアラブルデバイス10は、図2に示すように、入力部100と、出力部110と、センサ部120と、制御部130と、通信部140と、記憶部150とを主に有する。以下に、ウェアラブルデバイス10の各機能部の詳細について説明する。
As shown in FIG. 2, the
(入力部100)
入力部100は、ウェアラブルデバイス10へのデータ、コマンドの入力を受け付ける。より具体的には、当該入力部100は、タッチパネル、ボタン、マイクロフォン、ドライブ等により実現される。(Input unit 100)
The
(出力部110)
出力部110は、ユーザに対して情報を提示するためのデバイスであり、例えば、ユーザに向けて、画像、音声、光、又は、振動等により各種の情報を出力する。当該出力部110は、ディスプレイ、スピーカ、イヤフォン、発光素子(例えば、light
Emitting Diode(LED))、振動モジュール等により実現される。なお、出力部110の機能は、後述するユーザ端末50により提供されてもよい。(Output unit 110)
The
It is realized by Emitting Diode (LED), vibration module, etc. The function of the
(センサ部120)
センサ部120は、ユーザの身体に装着されたウェアラブルデバイス10内に設けられ、ユーザの脈波信号を検出するPPGセンサ部122を有する。また、センサ部120は、ユーザの運動状態を検出するためのモーションセンサ部124を含んでもよい。以下に、センサ部120が含むPPGセンサ部122及びモーションセンサ部124について説明する。(Sensor unit 120)
The
-PPGセンサ部122-
PPGセンサ部122は、ユーザの脈波信号を検出するためにユーザの皮膚等の身体の一部(例えば、耳たぶ、首、両腕、手首、足首等)に装着される。ここで、脈波信号とは、心臓の筋肉が一定のリズムで収縮すること(拍動、なお、単位時間の心臓における拍動回数を心拍数と呼ぶ)により、動脈を通じ全身に血液が送られることにより、動脈内壁に圧力の変化が生じ、体表面等に現れる動脈の拍動による波形のことである。PPGセンサ部122は、図3に示すような脈波信号を取得するために、手や腕、首、脚等のユーザの測定部位200内の血管202に光を照射し、ユーザの血管中を移動する物質や静止している生体組織で散乱された光を検出する。照射した光は血管202中の赤血球により吸収されることから、光の吸収量は、測定部位200内の血管202に流れる血液量に比例する。従って、散乱された光の強度を検出することにより流れる血液量の変化を知ることができる。さらに、血流量の変化から、血流量を変化させる動脈の拍動の波形、すなわち、脈波信号を検出することができる。なお、このような方法は、光電容積脈波(Photoplethysmography;PPG)法と呼ばれる。-PPG sensor unit 122-
The
詳細には、PPGセンサ部122は、コヒーレント光を照射することができる小型レーザ(図示省略)等を内蔵し、例えば850nm前後のような所定の波長を持つ光を照射する。なお、本実施形態においては、PPGセンサ部122が照射する光の波長は、適宜選択することが可能である。さらに、PPGセンサ部122は、例えばフォトダイオード(Photo Detector:PD)を内蔵し、検出した光の強度を電気信号に変換することにより、脈波信号を取得する。なお、PPGセンサ部122は、PDの代わりに、CCD(Charge Coupled Devices)型センサ、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)型センサ等を内蔵してもよい。また、上述のようなPD等は、PPGセンサ部122内に、1個又は複数個設けられてもよい。
Specifically, the
なお、本実施形態においては、上述のPPG法を利用して脈波信号を取得することに限定されるものではなく、他の方法によっても脈波信号を取得してもよい。例えば、本実施形態においては、レーザドップラ法により脈波信号を取得してもよい。レーザドップラ法は、レーザ光をユーザの測定部位200に照射した際に、ユーザの血管202内を移動する散乱物質(主に赤血球)で光が散乱され、散乱された光が、血流のドップラー効果により周波数シフトを生じさせることを利用した方法である。また、本実施形態においては、動的光散乱(Dynamic light scattering;DLS)法を用いて脈波信号を検出してもよい。当該DLS法は、上述と同様に、レーザ光を照射した際に血管202内を移動する散乱物質で光が散乱され、散乱された光が、ドップラー効果により干渉光を生じさせることを利用した方法である。
In this embodiment, the pulse wave signal is not limited to the acquisition by using the above-mentioned PPG method, and the pulse wave signal may be acquired by another method. For example, in the present embodiment, the pulse wave signal may be acquired by the laser Doppler method. In the laser Doppler method, when the laser light is applied to the
そして、PPGセンサ部122により、図4に示されるような複数のピークを有する時系列データとして脈波信号を検出することができる。ここで、図4を参照して説明すると、脈波信号に現れる複数のピークのピーク間隔のことを脈拍間隔(Pulse Rate Interval:PPI)と呼ぶ。PPIは、PPGセンサ部122により検出された脈波信号を処理することにより、取得することができる。このようにして取得されたPPIの時系列データの一例を図5に示す。各PPIの値は、図5に示されるように時間とともに変動するものの、ユーザの状態が安定している場合には、ほぼ正規分布することが知られている。図5に示されるようなPPIの時系列データ、すなわち、PPI値のデータ群を処理することにより、ユーザの身体状態の指標となる各種HRV(Heart Rate Variability)指標を算出することができる。なお、各種HRV指標の詳細については後述する。
Then, the
-モーションセンサ部124-
モーションセンサ部124は、ユーザの動作に伴って発生する加速度の変化を検出して、ユーザの状態を検出する。検出されたユーザの状態に基づいて、その際の脈波信号が適切に測定されているかを示す指標としての信頼度が算出される。なお、当該信頼度の詳細については後述する。例えば、モーションセンサ部124は、加速度センサ、ジャイロセンサ、地磁気センサ等を含む。-Motion sensor unit 124-
The
また、当該モーションセンサ部124は、撮像素子、及び撮像素子への被写体像の結像を制御するためのレンズ等の各種の部材を用いてユーザを撮像する撮像装置(図示省略)であってもよい。この場合、上記撮像装置によって撮像される画像には、ユーザの動作等がキャプチャされる。さらに、当該モーションセンサ部124は、ユーザの動作を認識することができる赤外線センサ、超音波センサ等(図示省略)を含んでいてもよい。なお、このような撮像装置及び赤外線センサ等は、ユーザの周囲に、ウェアラブルデバイス10とは別体の装置として設置されていてもよい。
Further, the
さらに、当該モーションセンサ部124は、測位センサ(図示省略)を含んでいてもよい。測位センサは、ウェアラブルデバイス10が装着されたユーザの位置を検出するセンサであり、具体的には、GNSS(Global Navigation Satellite System)受信機等であることができる。この場合、測位センサは、GNSS衛星からの信号に基づいて、ユーザの現在地の緯度・経度を示すセンシングデータを生成し、センシングデータの変化からユーザの移動(動き)を検出することができる。例えば、RFID(Radio Frequency Identification)、Wi-Fiのアクセスポイント、無線基地局の情報等からユーザの相対的な位置関係を検出することが可能なため、このような通信装置を上記測位センサとして利用することも可能である。
Further, the
さらに、センサ部120は、各種生体センサ(図示省略)を含んでいてもよい。当該生体センサは、ユーザの状態を示す生体情報を検出するセンサである。当該生体センサは、例えば、ユーザの身体の一部に直接的又は間接的に装着され、ユーザの脳波、呼吸、発汗、筋電位、皮膚温度、皮膚電気抵抗等を測定する1つ又は複数のセンサを含む。また、センサ部120は、圧力センサ部14(図23 参照)等の他の各種センサを含んでもよい。さらに、センサ部120は、正確な時刻を把握する時計機構(図示省略)を内蔵し、取得した脈波信号等に、脈波信号等を取得した時刻を紐づけてもよい。なお、本実施形態においては、センサ部120の2つのセンサであるPPGセンサ部122とモーションセンサ部124とを別個のウェアラブルデバイス10に設けてもよい。このようにすることみより、各ウェアラブルデバイス10の構成をコンパクトにすることができることから、各ウェアラブルデバイス10をユーザの身体の様々な部位に装着することができる。
Further, the
(制御部130)
制御部130は、ウェアラブルデバイス10内に設けられ、ウェアラブルデバイス10の各ブロックを制御したり、上述したPPGセンサ部122から出力された脈波信号からPPIの時系列データを取得したりすることができる。当該制御部130は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等のハードウェアにより実現される。なお、制御部130の機能は、後述するサーバ30又はユーザ端末50により提供されてもよい。(Control unit 130)
The
(通信部140)
通信部140は、ウェアラブルデバイス10内に設けられ、サーバ30、ユーザ端末50等の外部装置との間で情報の送受信を行うことができる。言い換えると、通信部140は、データの送受信を行う機能を有する通信インターフェースと言える。なお、通信部140は、通信アンテナ、送受信回路やポート等の通信デバイスにより実現される。(Communication unit 140)
The
(記憶部150)
記憶部150は、ウェアラブルデバイス10内に設けられ、上述した制御部130が各種処理を実行するためのプログラム、情報等や、処理によって得た情報を格納する。なお、記憶部150は、例えば、フラッシュメモリ(flash memory)等の不揮発性メモリ(nonvolatile memory)等により実現される。(Memory unit 150)
The
先に説明したように、ウェアラブルデバイス10としては、アイウェア型、イヤーデバイス型、腕輪型、HMD型等の各種の方式のウェアラブルデバイスを採用することができる。図6に、ウェアラブルデバイス10の外観の一例を示す。図6に示すウェアラブルデバイス10は、ユーザの手首に装着される腕時計型のウェアラブルデバイスである。
As described above, as the
<1.3 本実施形態に係るサーバ30の構成>
次に、本開示の実施形態に係るサーバ30の構成について、図7を参照して説明する。図7は、本実施形態に係るサーバ30の構成を示すブロック図である。先に説明したように、サーバ30は、例えばコンピュータ等により構成される。図7に示すように、サーバ30は、入力部300と、出力部310と、制御部330と、通信部340と、記憶部350とを主に有する。以下に、サーバ30の各機能部の詳細について説明する。<1.3 Configuration of
Next, the configuration of the
(入力部300)
入力部300は、サーバ30へのデータ、コマンドの入力を受け付ける。より具体的には、当該入力部300は、タッチパネル、キーボード等により実現される。(Input unit 300)
The
(出力部310)
出力部310は、例えば、ディスプレイ、スピーカ、映像出力端子、音声出力端子等により構成され、画像又は音声等により各種の情報を出力する。(Output unit 310)
The
(制御部330)
制御部330は、サーバ30内に設けられ、サーバ30の各ブロックを制御することができる。具体的には、制御部330は、サーバ30内で行われる、脈波信号(拍動変動データ)からの異常値の検出を行う検出処理、脈波信号を補正する補正処理、及び、脈波信号からHRV指標(身体指標)を算出する算出処理といった各種処理を制御する。当該制御部330は、例えば、CPU、ROM、RAM等のハードウェアにより実現される。なお、制御部330は、ウェアラブルデバイス10の制御部130の機能の一部を実行してもよい。また、制御部330の詳細については後述する。(Control unit 330)
The
(通信部340)
通信部340は、サーバ30内に設けられ、ウェアラブルデバイス10やユーザ端末50等の外部装置との間で情報の送受信を行うことができる。なお、通信部340は、通信アンテナ、送受信回路やポート等の通信デバイスにより実現される。(Communication unit 340)
The
(記憶部350)
記憶部350は、サーバ30内に設けられ、上述した制御部330が各種処理を実行するためのプログラム等や、処理によって得た情報を格納する。より具体的には、記憶部350は、複数のユーザに装着されたウェアラブルデバイス10から取得されたPPIの時系列データ等を含むデータベース(DB)352(図8 参照)等を格納することができる。なお、記憶部350は、例えば、ハードディスク(Hard Disk:HD)等の磁気記録媒体や、不揮発性メモリ等により実現される。(Memory unit 350)
The
<<2. 本開示に係る実施形態の技術的背景>>
以上、本開示の実施形態に係る情報処理システム1、当該情報処理システム1に含まれるウェアラブルデバイス10及びサーバ30の概要について説明した。次に、本開示に係る実施形態の詳細を説明する前に、本開示に係る実施形態の技術的背景について説明する。<< 2. Technical Background of Embodiments Related to the Disclosure >>
The outline of the
先に説明したように、精神的ストレス度の評価や自律神経機能の評価を行う際に用いられるHRV指標は、例えば、心拍変動(心電図)によりRRIを算出し、算出したRRIから取得することができる。さらに、上記HRV指標は、心拍変動と高い相関性を持つ脈拍変動から算出されたPPIからも取得することができる。このような心拍変動や脈拍変動は、ユーザの自律神経系の変化以外にも、ユーザの身体状態の変化によって影響を受けることから、測定時のユーザの状態は、安静、且つ、同一姿勢に維持されていることが望ましい。 As explained above, the HRV index used when evaluating the degree of psychological stress and the evaluation of autonomic nervous function can be obtained from, for example, RRI calculated from heart rate variability (electrocardiogram). can. Furthermore, the HRV index can also be obtained from PPI calculated from pulse variability having a high correlation with heart rate variability. Since such heart rate variability and pulse variability are affected not only by changes in the user's autonomic nervous system but also by changes in the user's physical condition, the user's state at the time of measurement is maintained at rest and in the same posture. It is desirable that it is done.
ところで、近年、心拍変動や脈拍変動を検出するセンサ等が小型化し、ユーザが当該センサを装着し、心拍変動や脈拍変動を常時測定することが可能になった。その結果、ユーザが日常動作等、自由に動いている状態(自由行動下)においても測定が行われることとなり、心拍変動や脈拍変動の測定時のユーザの状態は、安静、且つ、同一姿勢に維持されているとはいえない。そして、このような状態において測定された心拍変動や脈拍変動には、例えばユーザの動きに起因したノイズ等が含まれることがあることから、測定された当該心拍変動や脈拍変動、これらに基づいて算出されるHRV指標等の信頼性が低くなる場合がある。 By the way, in recent years, sensors for detecting heart rate variability and pulse variability have become smaller, and it has become possible for a user to wear the sensor and constantly measure heart rate variability and pulse variability. As a result, the measurement is performed even when the user is freely moving (under free movement) such as daily movements, and the user's state at the time of measuring heart rate variability and pulse variability is at rest and in the same posture. It cannot be said that it is maintained. Since the heart rate variability and pulse variability measured in such a state may include, for example, noise caused by the movement of the user, the measured heart rate variability and pulse variability are based on these. The reliability of the calculated HRV index and the like may be low.
そこで、本発明者は、上記状況を鑑みて、心拍変動や脈拍変動の測定についての信頼度を算出し、ユーザに対してHRV指標とともに算出した信頼度を提示して、ユーザの状態を測定に理想的な状態に誘導することを想到した。例えば、ユーザは、本開示の実施形態に係る情報処理システム1から低い信頼度が提示された場合には、当該信頼度を改善しようと、安静、且つ、同一姿勢に維持するような動作に誘導されることとなる。その結果、ユーザの状態は、測定にとって理想的な状態に近づくことから、ユーザの心拍変動や脈拍変動の測定は好適な状態に遷移することができる。さらに、本発明者は、算出した信頼度を、上記情報処理システム1の制御にフィードバックすることにより、精度の高いHRV指標の算出を行ったり、バッテリー消費量を抑えたりと、当該情報処理システム1を好適に制御することにも想到した。
Therefore, in view of the above situation, the present inventor calculates the reliability for measuring heart rate variability and pulse variability, presents the calculated reliability together with the HRV index to the user, and measures the user's condition. I came up with the idea of inducing an ideal state. For example, when the
すなわち、以下に説明する本開示においては、自由行動下のユーザにおける心拍変動又は脈拍変動の測定において、測定を好適な状態にすることができる情報処理装置、情報処理方法及びプログラムを提案する。 That is, in the present disclosure described below, we propose an information processing device, an information processing method, and a program that can make the measurement suitable for the measurement of heart rate variability or pulse variability in a user under free movement.
また、心拍変動や脈拍変動のデータ(脈波信号)には、例えば、「ユーザの体動」、「身体特性」、「計測機器ノイズ」、「計測アルゴリズムのミス」等に起因して、異常値(ノイズ)が含まれることがある。このような異常値が含まれた心拍変動や脈拍変動のデータを用いて、HRV指標を算出すると、本来の算出すべき正しいHRV指標と乖離してしまうことがある。そこで、HRV指標を算出する際には、本来の算出すべき正しいHRV指標と乖離することを避けるために、上記異常値へ対処することが求められる。 In addition, heart rate variability and pulse variability data (pulse wave signal) are abnormal due to, for example, "user's body movement", "physical characteristics", "measurement equipment noise", "measurement algorithm error", etc. May contain values (noise). When the HRV index is calculated using the data of the heart rate variability and the pulse fluctuation including such an abnormal value, it may deviate from the correct HRV index to be calculated. Therefore, when calculating the HRV index, it is required to deal with the above-mentioned abnormal value in order to avoid deviation from the correct HRV index to be calculated.
そこで、本発明者は、上記状況を鑑みて、心拍変動や脈拍変動のデータから精度よく異常値(ノイズ)を検出し、検出した異常値に基づいて、心拍変動や脈拍変動のデータを補正することを想到した。このようにすることで、算出されるHRV指標が本来の算出すべき正しいHRV指標と乖離してしまうことを避けることができる。すなわち、以下に説明する本開示においては、心拍変動又は脈拍変動の測定データに基づいて算出されるHRV指標の精度を向上させることができる情報処理装置、情報処理方法及びプログラムを提案する。以下、このような本開示の実施形態を順次詳細に説明する。 Therefore, in view of the above situation, the present inventor accurately detects an abnormal value (noise) from the data of the heart rate variability and the pulse fluctuation, and corrects the data of the heart rate variability and the pulse fluctuation based on the detected abnormal value. I came up with that. By doing so, it is possible to prevent the calculated HRV index from deviating from the original correct HRV index to be calculated. That is, in the present disclosure described below, an information processing device, an information processing method, and a program capable of improving the accuracy of the HRV index calculated based on the measurement data of the heart rate variability or the pulse variability are proposed. Hereinafter, such embodiments of the present disclosure will be sequentially described in detail.
<<3.本実施形態に係る制御部330の詳細構成>>
以下に、本実施形態に係る制御部330の構成について、図8を参照して説明する。図8は、本実施形態に係る制御部330の構成を示すブロック図である。図8に示すように、制御部330は、検出部332、検出補正制御部334、補正部336、信頼度算出部338、及びHRV指標算出部342を主に有する。以下に、制御部330の各機能部の詳細について説明する。<< 3. Detailed configuration of the
Hereinafter, the configuration of the
(検出部332)
検出部332は、PPIの時系列データから異常値を検出する。ここで異常値とは、外部からの衝撃等のノイズにより、PPIの時系列データ、すなわち、PPI値のデータ群のうち、統計的に見て大きく外れた値のことをいう。さらに、検出部332は、PPIの時系列データの中で異常値と推定されるPPI値に対して、異常値である旨を示すフラグを付与したデータ列を生成し、後述する補正部336に出力する。例えば、検出部332は、異常値と推定されるPPI値に対しては「1」を、正常値と推定されるPPI値に対しては「0」を付与する。なお、検出部332による異常値の検出の詳細については、後述する。(Detection unit 332)
The
(検出補正制御部334)
検出補正制御部334は、上述の検出部332での異常値の検出で用いる各種パラメータを補正する。例えば、検出補正制御部334は、過去に測定されたユーザの脈波信号から取得されたPPI値のデータ群から平均値や標準偏差を算出し、算出した平均値等に基づいて上述の各種パラメータを更新する。このようにすることで、各ユーザに好適なパラメータを用いて異常値の検出を行うことができることから、異常値の検出の精度を向上させることができる。なお、検出補正制御部334による上記パラメータの更新は、定期的に行われてもよく、ユーザが更新の実施を選択した際に行われてもよい。また、上記パラメータとしては、事前に実験、観察を行って決定した固定値を用いてもよく、この場合には、検出補正制御部334はパラメータの更新を実施しないこととなる。また、検出補正制御部334による各種パラメータの更新の詳細は後述する。(Detection correction control unit 334)
The detection
(補正部336)
補正部336は、検出部332から得られた異常フラグが付与されたPPIの時系列データに対して、異常値の補間又は除去といった補正処理を行う。補正部336が行う補正処理の内容については、後述するHRV指標算出部342で算出されるHRV指標の種別に応じて選択することができる。また、補正部336は、上記異常値の発現パターンに応じて、補正処理の内容を選択してもよい。補正部336により補正されたPPIの時系列データは、後述するHRV指標算出部342に出力される。なお、補正部336による補正処理の詳細については後述する。(Correction unit 336)
The correction unit 336 performs correction processing such as interpolation or removal of an abnormal value on the time-series data of the PPI to which the abnormality flag is added obtained from the
(信頼度算出部338)
信頼度算出部338は、脈波信号の測定時にユーザの状態が測定に適切な状態にあるかどうかの観点で、当該脈波信号から得られたPPIの時系列データや当該PPIの時系列データから得られたHRV指標の信頼度を算出する。一般的に、精神的ストレス度評価や自律神経機能評価のためにHRV指標を算出する場合には、これらの基礎データとなる脈波信号の測定時のユーザの状態は、安静、且つ、同一姿勢に維持されていることが望ましいとされている。測定される脈波信号は、ユーザの自律神経系の変化以外にも、ユーザの身体状態の変化によって影響を受けるためである。従って、脈波信号の測定時のユーザ状態が安静、且つ、同一姿勢であれば、PPIの時系列データ及びHRV指標の信頼度は高くなり、測定時のユーザの状態が上記の理想的な状態から離れるほど上記信頼度は低くなる。そこで、信頼度算出部338は、脈波信号の測定時のユーザの状態を、例えばウェアラブルデバイス10の有するモーションセンサ部124の加速度データによって検出し、検出した結果に基づいて、信頼度を算出する。このようにして信頼度算出部338で算出された信頼度は、例えば、ユーザ端末50等に出力されることによりユーザに提示されたり、ウェアラブルデバイス10に出力されてウェアラブルデバイス10の制御に用いられたりする。さらに、当該信頼度は、サーバ30の他の機能部(例えば、後述するHRV指標算出部342)に出力されて、他の機能部における処理の制御に用いられる。なお、上記信頼度は、脈波信号の測定時のPPGセンサ部122の装着状態からも影響を受けることから、上記装着状態に基づいて算出することもできる。信頼度算出部338での信頼度の算出の詳細については、後述する。(Reliability calculation unit 338)
The
(HRV指標算出部342)
HRV指標算出部342は、補正部336によって補正されたPPIの時系列データを用いて各種HRV指標を算出する。HRV指標算出部342は、例えば、HRV指標として、RMSSD(Root Mean Square Successive Difference)、SDNN(Standard Deviation of the Normal to Normal Interval)、LF/HF等を算出する。さらに、これら算出されたHRV指標は、さらに処理されることにより、ユーザの、睡眠状態の評価、精神的ストレス度の評価、リラックス度の評価、集中度の評価等に用いることができる。このようにしてHRV指標算出部342で算出されたHRV指標等は、ユーザ端末50等に出力され、例えば、ユーザに提示される。(HRV index calculation unit 342)
The HRV
例えば、RMSSDは、時系列上で互いに隣接するPPI値の差分の二乗の平均値の平方根である。当該RMSSDは、脳神経の1つである迷走神経の緊張状態を示す指標になると考えられている。 For example, RMSSD is the root mean square of the squares of the differences between adjacent PPI values in a time series. The RMSSD is considered to be an index showing the tension state of the vagus nerve, which is one of the cranial nerves.
例えば、SDNNは、所定の期間内(例えば、120秒)でのPPI値のデータ群の標準偏差である。当該SDNNは、交感神経及び副交感神経の両方を含む自律神経系の活動状況を示す指標になると考えられている。 For example, SDNN is the standard deviation of a data set of PPI values within a predetermined period (eg, 120 seconds). The SDNN is considered to be an index showing the activity status of the autonomic nervous system including both the sympathetic nerve and the parasympathetic nerve.
例えば、LF/HFは、PPIの時系列データの高周波成分(例えば、0.15~0.4Hz)のパワースペクトルに対する低周波成分(例えば、0.004~0.15Hz)のパワースペクトルの割合である。LF/HFは、交感神経と副交感神経とのバランスを示す指標となると考えられており、LF/HFが高いと交感神経が優位である状態を示し、LF/HFが低いと副交感神経が優位である状態を示していると考えられる。 For example, LF / HF is the ratio of the power spectrum of the low frequency component (eg 0.004 to 0.15 Hz) to the power spectrum of the high frequency component (eg 0.15 to 0.4 Hz) of the time series data of PPI. be. LF / HF is considered to be an index showing the balance between the sympathetic nerve and the parasympathetic nerve. When the LF / HF is high, the sympathetic nerve is dominant, and when the LF / HF is low, the parasympathetic nerve is dominant. It is thought to indicate a certain state.
<<4. 本実施形態に係る情報処理方法>>
以上、本実施形態に係る制御部330の詳細構成について説明した。次に、本実施形態に係る情報処理方法の概略について、図9を参照して説明する。図9は、本実施形態に係るデータフローを示した説明図である。<< 4. Information processing method according to this embodiment >>
The detailed configuration of the
図9に示すように、ウェアラブルデバイス10に設けられたPPGセンサ部122によって検出された脈波信号を、ウェアラブルデバイス10の制御部130(もしくは、サーバ30の制御部330であってもよい)により処理し、PPIの時系列データを取得する。さらに、PPIの時系列データは、サーバ30の検出部332により処理されて、当該PPIの時系列データに含まれる異常値が検出される(異常値の検出)。そして、検出した異常値に基づき、補正部336がPPIの時系列データを補正し、異常値が補正されたPPIの時系列データをHRV指標算出部342に出力する(異常値の補正)。この際、サーバ30の信頼度算出部338は、ウェアラブルデバイス10の有するモーションセンサ部124の加速度データ等を利用して、信頼度を算出する(信頼度の算出)。さらに、HRV指標算出部342は、異常値が補正されたPPIの時系列データに基づいて、HRV指標を算出し、算出したHRV指標を信頼度とともにユーザ端末50等へ出力する(信頼度の出力)。以下に、本実施形態に係る情報処理方法の各段階での処理の詳細について説明する。
As shown in FIG. 9, the pulse wave signal detected by the
<4.1 異常値の検出>
以下に説明する本実施形態に係る異常値の検出においては、取得したPPIの時系列データから、所定長の期間の連続するPPI値を抽出し、抽出したPPIの時系列データを類型化した異常値の発現パターンと比較することにより、異常値を検出する。すなわち、本実施形態によれば、PPIの時系列データに含まれるPPI値ごとに、異常値か否かを判定するのではなく、一度に複数のPPI値について判定することから、異常値の検出に係る処理及び処理時間を軽減することができる。<4.1 Abnormal value detection>
In the detection of the abnormal value according to the present embodiment described below, the continuous PPI value for a predetermined length period is extracted from the acquired PPI time series data, and the extracted PPI time series data is categorized as an abnormality. Outliers are detected by comparing with the expression pattern of the values. That is, according to the present embodiment, it is not determined whether or not the PPI value is an abnormal value for each PPI value included in the time series data of the PPI, but a plurality of PPI values are determined at one time, so that the abnormal value is detected. It is possible to reduce the processing and processing time related to the above.
以下に、図10及び図11を参照して、本実施形態に係る異常値の検出の一例を説明する。図10及び図11は、本実施形態に係る類型化された異常値の出現パターンの一例を示した説明図である。事前に、実験、観察を行い、当該観察結果に基づいて異常値が含まれていると判定されたPPIの時系列データの所定長の期間を抽出し、抽出した期間の挙動を類型化して、8つの異常値の発現パターンとしたものが、図10及び図11に示されている。詳細には、所定長の期間を持つ各異常値の発現パターンにおいては、連続した5つのPPI値(図中 黒ドットで示されている)が含まれており、さらに、異常値と判定されるPPI値は、図中丸で囲むことで示されている。以下に説明する実施形態においては、新たに取得されたPPIの時系列データが、このような異常値の発現パターンに当てはまるか否かを、数値の大小関係に基づいて判定することにより、異常値を検出する。 Hereinafter, an example of detecting an abnormal value according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 10 and 11. 10 and 11 are explanatory views showing an example of the appearance pattern of the categorized abnormal value according to the present embodiment. Experiments and observations were conducted in advance, and a period of a predetermined length of time-series data of PPI determined to contain an abnormal value based on the observation result was extracted, and the behavior of the extracted period was categorized. The expression patterns of the eight outliers are shown in FIGS. 10 and 11. Specifically, in the expression pattern of each abnormal value having a predetermined length period, five consecutive PPI values (indicated by black dots in the figure) are included, and further, it is determined to be an abnormal value. PPI values are indicated by circles in the figure. In the embodiment described below, whether or not the newly acquired time-series data of the PPI corresponds to the expression pattern of such an abnormal value is determined based on the magnitude relationship of the numerical values, thereby determining the abnormal value. Is detected.
まず、取得されたPPIの時系列データの先頭から5つのPPI値が含まれる所定長の期間のPPIの時系列データを抽出する。以下の説明においては、抽出したPPIの時系列データに含まれる5つのPPI値を時系列順にそれぞれ、pn、pn+1、pn+2、pn+3、pn+4とする。First, the time-series data of the PPI for a predetermined length period including the five PPI values from the beginning of the acquired time-series data of the PPI is extracted. In the following description, the five PPI values included in the extracted PPI time-series data are pn , pn + 1 , pn + 2 , pn + 3 , and pn + 4 , respectively, in chronological order.
次に、本実施形態に係る異常値の検出においては、以下の数式(1)~(5)を用いて、異常値の検出のための各パラメータroc、throc1、throc2、theto1、theto2を算出する。なお、throc1、throc2、theto1、theto2は、事前に、様々なユーザに対して複数回の脈波信号の測定を行い取得された複数のPPIの時系列データを統計処理して得られた平均値μ及び標準偏差σ、及び、互いに隣接するPPI値の差分値の時系列データを統計処理して得られた平均値μ´及び標準偏差σ´に基づき、算出される。また、以下の説明においては、throc1、throc2、theto1、theto2は、事前に定められた固定値であるものとする。Next, in the detection of the abnormal value according to the present embodiment, the following mathematical formulas (1) to (5) are used to use the following parameters loc, th roc1 , th roc2 , th eto1 and th for detecting the abnormal value. Calculate eo2 . The th roc1 , th roc2 , theto1 , and theto2 are obtained by statistically processing the time-series data of a plurality of PPIs acquired by measuring the pulse wave signals a plurality of times for various users in advance. It is calculated based on the mean value μ'and the standard deviation σ'obtained by statistically processing the time-series data of the obtained mean value μ and the standard deviation σ and the difference value of the PPI values adjacent to each other. Further, in the following description, it is assumed that th roc1 , th roc2 , th eo1 , and th oto2 are predetermined fixed values.
なお、数式(2)から(5)に含まれるαは、事前に実験、観察等に基づいて決定される値であり、例えば、1.0と設定することができる。 It should be noted that α included in the mathematical formulas (2) to (5) is a value determined in advance based on experiments, observations, etc., and can be set to 1.0, for example.
(ケース1)
抽出されたPPIの時系列データに含まれるpn、pn+1において、以下の数式(6)及び数式(7)が成立する場合には、抽出されたPPIの時系列データは、図10のケース1に該当すると判定される。この場合、pn+1、pn+2が異常値であるとして検出される。(Case 1)
When the following mathematical formulas (6) and (7) are satisfied in pn and pn + 1 included in the time-series data of the extracted PPI, the time-series data of the extracted PPI is the case of FIG. It is determined that it corresponds to 1. In this case, pn + 1 and pn + 2 are detected as abnormal values.
(ケース2)
抽出されたPPIの時系列データに含まれるpn、pn+1において、以下の数式(8)及び数式(9)が成立する場合には、抽出されたPPIの時系列データは、図10のケース2に該当すると判定される。この場合、pn+1が異常値であるとして検出される。(Case 2)
When the following mathematical formulas (8) and (9) are satisfied in pn and pn + 1 included in the time-series data of the extracted PPI, the time-series data of the extracted PPI is the case of FIG. It is determined that it corresponds to 2. In this case, pn + 1 is detected as an abnormal value.
(ケース3)
抽出されたPPIの時系列データに含まれるpn、pn+1において、以下の数式(10)及び数式(11)が成立する場合には、抽出されたPPIの時系列データは、図10のケース3に該当すると判定される。この場合、pn+1、pn+2が異常値であるとして検出される。(Case 3)
When the following mathematical formulas (10) and (11) are satisfied in pn and pn + 1 included in the time-series data of the extracted PPI, the time-series data of the extracted PPI is the case of FIG. It is determined that it corresponds to 3. In this case, pn + 1 and pn + 2 are detected as abnormal values.
(ケース5)
抽出されたPPIの時系列データに含まれるpn、pn+1において、以下の数式(12)及び数式(13)が成立する場合には、抽出されたPPIの時系列データは、図11のケース5に該当すると判定される。この場合、pn+1、pn+2が異常値であるとして検出される。(Case 5)
When the following mathematical formulas (12) and (13) are satisfied in pn and pn + 1 included in the time-series data of the extracted PPI, the time-series data of the extracted PPI is the case of FIG. It is determined that it corresponds to 5. In this case, pn + 1 and pn + 2 are detected as abnormal values.
(ケース6)
抽出されたPPIの時系列データに含まれるpn、pn+1において、以下の数式(14)及び数式(15)が成立する場合には、抽出されたPPIの時系列データは、図11のケース6に該当すると判定される。この場合、pn+1が異常値であるとして検出される。(Case 6)
When the following mathematical formulas (14) and (15) are satisfied in pn and pn + 1 included in the time-series data of the extracted PPI, the time-series data of the extracted PPI is the case of FIG. It is determined that it corresponds to 6. In this case, pn + 1 is detected as an abnormal value.
(ケース7)
抽出されたPPIの時系列データに含まれるpn、pn+1において、以下の数式(16)及び数式(17)が成立する場合には、抽出されたPPIの時系列データは、図11のケース7に該当すると判定される。この場合、pn+1、pn+2が異常値であるとして検出される。(Case 7)
When the following mathematical formulas (16) and (17) are satisfied in pn and pn + 1 included in the time-series data of the extracted PPI, the time-series data of the extracted PPI is the case of FIG. It is determined that it corresponds to 7. In this case, pn + 1 and pn + 2 are detected as abnormal values.
(ケース4)
次に、上述のケース1~3、ケース5~7に該当しない場合であって、抽出されたPPIの時系列データに含まれるpn、pn+1、pn+2、pn+3、pn+4において、以下の数式(18)~(20)が成立する場合には、抽出されたPPIの時系列データは、図10のケース4に該当すると判定される。この場合、pn、pn+1、pn+2、pn+3が異常値であるとして検出される。(Case 4)
Next, in
(ケース8)
抽出されたPPIの時系列データに含まれるpn、pn+1、pn+2、pn+3、pn+4において、以下の数式(21)~(23)が成立する場合には、抽出されたPPIの時系列データは、図11のケース8に該当すると判定される。この場合、pn、pn+1、pn+2、pn+3が異常値であるとして検出される。(Case 8)
When the following mathematical formulas (21) to (23) are satisfied in pn , pn + 1 , pn + 2 , pn + 3, and pn + 4 included in the time series data of the extracted PPI, the time of the extracted PPI. The series data is determined to fall under
以上のように検出した異常値に対しては、異常値である旨を示すフラグを付与する。さらに、取得されたPPIの時系列データから次の5つのPPI値が含まれる所定長の期間のPPIの時系列データを抽出し、上述のような異常値の検出を行う。そして、取得されたPPIの時系列データの終点のPPI値に対する処理が完了するまで、上述の異常値の検出を繰り返し行う。 A flag indicating that the abnormal value is detected is added to the abnormal value detected as described above. Further, the time-series data of the PPI for a predetermined length period including the following five PPI values is extracted from the acquired time-series data of the PPI, and the abnormal value as described above is detected. Then, the detection of the above-mentioned abnormal value is repeated until the processing for the PPI value at the end point of the acquired PPI time-series data is completed.
なお、上述した異常値の検出においては、抽出した所定長の期間のPPIの時系列データが図10及び図11に示される8つの異常値の発現パターンのいずれかに該当するかの判定を行ったが、本実施形態においては、このような方法に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては、抽出した所定長の期間のPPIの時系列データが、8つではなく4つの異常値の発現パターンに該当するか否かを判定して、異常値の検出を行ってもよい。 In the detection of the abnormal value described above, it is determined whether the time-series data of the extracted PPI for a predetermined length period corresponds to any of the eight abnormal value expression patterns shown in FIGS. 10 and 11. However, the present embodiment is not limited to such a method. For example, in the present embodiment, it is determined whether or not the time-series data of the extracted PPI for a predetermined length period corresponds to the expression pattern of four abnormal values instead of eight, and the abnormal values are detected. You may.
<4.2 パラメータについて>
上述した異常値の検出においては、異常値の検出のために用いる各パラメータthroc1、throc2、theto1、theto2は、事前に定められた固定値であるものとして説明した。しかしながら、本実施形態においては、各パラメータthroc1、throc2、theto1、theto2が固定値であると限定されるものではなく、動的に変化する値であってもよい。<4.2 parameters>
In the above-mentioned detection of abnormal values, the parameters th roc1 , th roc2 , the too1 , and theto2 used for detecting the abnormal values have been described as being predetermined fixed values. However, in the present embodiment, the parameters th roc1 , th roc2 , the too1 , and theto2 are not limited to fixed values, but may be dynamically changing values.
具体的には、ユーザの脈波信号の傾向は、ユーザの身体特性に応じて異なり、さらに、測定された時期や、ユーザの年齢、身体状態に応じて変化する。従って、異常値の精度よく検出するためには、ユーザの身体特性等の影響が反映されたパラメータthroc1、throc2、theto1、theto2を用いることが好ましい。そこで、本実施形態においては、新たにユーザの脈波信号を測定する際には、例えば、測定する前日の一日分の当該ユーザの脈波信号から得たPPIの時系列データ(例えば、図8のDB352aに格納されているPPIの時系列データ)を用いて平均値μ、μ´及び標準偏差σ、σ´を算出する。そして、本実施形態においては、算出された平均値μ、μ´及び標準偏差σ、σ´に基づき、上記数式(2)から(5)を用いてパラメータthroc1、throc2theto1、theto2を算出し、当該パラメータthroc1、throc2、theto1、theto2を異常値の検出の際に用いる。一日分の当該ユーザの脈波信号から得たPPIの時系列データは、ユーザの身体特性や身体状態を反映したデータであるとみなすことができるためである。なお、ユーザの現在の身体状態を反映させるために、当該パラメータthroc1、throc2、theto1、theto2は、新たに脈波信号が測定されるたび、もしくは、定期的に更新されることが好ましい。Specifically, the tendency of the pulse wave signal of the user differs according to the physical characteristics of the user, and further changes according to the time of measurement, the age of the user, and the physical condition. Therefore, in order to detect abnormal values with high accuracy, it is preferable to use the parameters th roc1 , th roc2 , theto1 and theto2 that reflect the influence of the physical characteristics of the user. Therefore, in the present embodiment, when newly measuring the pulse wave signal of the user, for example, the time series data of PPI obtained from the pulse wave signal of the user for one day before the measurement (for example, the figure). The mean values μ and μ'and the standard deviations σ and σ'are calculated using the PPI time-series data stored in the DB352a of 8. Then, in the present embodiment, based on the calculated mean values μ and μ'and the standard deviations σ and σ', the parameters th roc1 , th roc2 the too1 and the too2 are used using the above mathematical formulas (2) to (5) . Is calculated, and the parameters th roc1 , th roc2 , th eo1 , and the tho2 are used when detecting an abnormal value. This is because the time-series data of the PPI obtained from the pulse wave signal of the user for one day can be regarded as the data reflecting the physical characteristics and the physical condition of the user. In addition, in order to reflect the current physical condition of the user, the parameters th roc1 , th roc2 , the too1 , and theto2 may be updated every time a new pulse wave signal is measured or periodically. preferable.
さらに、平均値μ、μ´及び標準偏差σ、σ´を算出する際には、後述する信頼度が高い区間におけるPPI時系列データを使用するようにしてもよい。また、平均値μ、μ´及び標準偏差σ、σ´を算出する際には、直近のPPIの時系列データの平均値μ、μ´及び標準偏差σ、σ´への寄与が高くなるように、算出に用いるPPIの時系列データに重み付けを行ってもよい。加えて、パラメータthroc1、throc2、theto1、theto2の算出の際には、ウェアラブルデバイス10のセンサ部120に設けられた各種生体センサ(図示省略)から取得されたセンシングデータに基づいて、数式(2)から(5)に含まれるαを変化させてもよい。すなわち、本実施形態においては、精度よく異常値の検出を行うことができるパラメータthroc1、throc2、theto1、theto2を取得することができるものであれば、パラメータthroc1、throc2、theto1、theto2の算出方法は特に限定されるものではない。Further, when calculating the mean values μ and μ ′ and the standard deviations σ and σ ′, the PPI time series data in the section with high reliability described later may be used. In addition, when calculating the mean values μ, μ'and standard deviations σ, σ', the contribution of the latest PPI to the mean values μ, μ'and standard deviations σ, σ'is high. In addition, the time-series data of the PPI used for the calculation may be weighted. In addition, when calculating the parameters th roc1 , th roc2 , theto1 , and theto2, based on the sensing data acquired from various biosensors (not shown) provided in the
<4.3 異常値の補正>
以下に説明する本実施形態に係る異常値の補正においては、取得したPPIの時系列データから異常値を検出し、検出結果に基づき、当該PPIの時系列データを補正する。本実施形態によれば、異常値を補正することから、補正したPPIの時系列データから取得される各種HRV指標の精度をより高めることができる。以下においては、異常値の補正として、HRV指標の種別に応じて補正を行う方法と、上記異常値の発現パターンに応じて補正を行う方法との主に2つの例を挙げて説明する。<4.3 Correction of abnormal values>
In the correction of the abnormal value according to the present embodiment described below, the abnormal value is detected from the acquired time-series data of the PPI, and the time-series data of the PPI is corrected based on the detection result. According to the present embodiment, since the abnormal value is corrected, the accuracy of various HRV indexes acquired from the time-series data of the corrected PPI can be further improved. In the following, as correction of the abnormal value, mainly two examples of a method of performing correction according to the type of the HRV index and a method of performing correction according to the expression pattern of the abnormal value will be described.
(第1の方法)
まず、異常値の補正の一例として、HRV指標の種別に応じて補正を行う第1の方法を、図12を参照して説明する。図12は、本実施形態の第1の方法に係る異常値の補正を説明する説明図である。詳細には、図12の上段には、異常値が検出された区間を線形補完するケースAの補正例が示され、図12の中段には、異常値を除去するケースBの補正例が示され、図12の下段には、補正を実施しないケースCの補正例が示されている。第1の方法によれば、HRV指標の種別に応じて補正を行うことから、好適な補正方法で補正されたPPIの時系列データを用いてHRV指標を算出することができ、算出したHRV指標の精度をより高めることができる。(First method)
First, as an example of correction of an abnormal value, a first method of performing correction according to the type of HRV index will be described with reference to FIG. FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating correction of an abnormal value according to the first method of the present embodiment. In detail, the upper part of FIG. 12 shows a correction example of Case A that linearly interpolates the section in which an abnormal value is detected, and the middle part of FIG. 12 shows a correction example of Case B that removes an abnormal value. In the lower part of FIG. 12, a correction example of the case C in which the correction is not performed is shown. According to the first method, since the correction is performed according to the type of the HRV index, the HRV index can be calculated using the time series data of the PPI corrected by the suitable correction method, and the calculated HRV index can be calculated. The accuracy of can be further improved.
詳細には、本方法においては、HRV指標としてRMSSDを算出する場合には、図12の上段に示すケースAを選択し、異常値が検出された区間を線形補完する。また、本方法においては、HRV指標としてSDNNを算出する場合には、図12の中段に示すケースBを選択し、異常値を除去する。さらに、本方法においては、HRV指標としてLF/HFを算出する場合には、図12の下段に示すケースCを選択し、補正を実施しない。この場合、LF/HFを算出する際には、連続して異常値が存在しない最長の区間のPPIの時系列データを用いてLF/HFを算出する。 Specifically, in this method, when calculating RMSSD as an HRV index, case A shown in the upper part of FIG. 12 is selected, and the section in which an abnormal value is detected is linearly interpolated. Further, in this method, when calculating SDNN as an HRV index, case B shown in the middle of FIG. 12 is selected and an abnormal value is removed. Further, in this method, when calculating LF / HF as an HRV index, case C shown in the lower part of FIG. 12 is selected and no correction is performed. In this case, when calculating the LF / HF, the LF / HF is calculated using the time-series data of the PPI in the longest section in which the abnormal value does not exist continuously.
(第2の方法)
次に、異常値の補正の一例として、異常値の発現パターンに応じて補正を行う第2の方法を、図13~20を参照して説明する。図13~20は、本実施形態の第2の方法に係る異常値の補正を説明する説明図である。本方法においては、図10及び図11に示される異常値の発現パターン(ケース1~8)の発生理由を考慮して、補正方法を選択する。第2の方法によれば、異常値の発現パターンに応じて補正を行うことから、異常値の発生理由を考慮した上で異常値の補正を行うことができることから、より好適に異常値の補正を行うことができる。(Second method)
Next, as an example of the correction of the abnormal value, a second method of performing the correction according to the expression pattern of the abnormal value will be described with reference to FIGS. 13 to 20. 13 to 20 are explanatory views illustrating correction of abnormal values according to the second method of the present embodiment. In this method, the correction method is selected in consideration of the reason for the occurrence of the abnormal value expression pattern (
-ケース1-
まず、図13を参照して、異常値の出現パターンのケース1の場合の補正について説明する。ケース1は、図13の上段に示すように、取得された脈波信号において、本来検出されるべき正しいピークTを検出せず、誤ったピークEを検出したことにより、図13の中段に示すようなPPIの時系列データが取得された場合である。詳細には、図13の中段に示されたPPIの時系列データにおいては、誤ったピークEを検出したことにより、pn+1は大きな値となり、pn+2は小さな値となっている。すなわち、pn+1、pn+2が異常値にあたる。誤ったピークEの検出は、脈波信号のDCシフトにより、本来検出すべき正しいピークTが出現すべき位置の近傍に誤ったピークEが発生することにより生じる。この場合、正しいピークTが検出されていれば、本来のpn+1は、図13の中段のpn+1よりも値が小さくなり、本来のpn+2は、図13の中段に示されているpn+2よりも値が大きくなっているものと推察される。そこで、ケース1においては、図13の下段に示すように、以下の数式(24)に従ってΔβを算出し、異常値であるpn+1をΔβだけ小さくし、異常値であるpn+2をΔβだけ大きくする補正を行う。このようにして、DCシフトに起因する異常値を補正することができる。-Case 1-
First, with reference to FIG. 13, the correction in the case of the
なお、数式(24)に含まれるαは、事前に実験、観察等に基づいて決定される値であり、例えば、1.0と設定することができる。また、数式(22)に含まれるαは、throc1、throc2等を算出した際に用いたαであってもよい。It should be noted that α included in the mathematical formula (24) is a value determined in advance based on experiments, observations, etc., and can be set to 1.0, for example. Further, the α included in the mathematical formula (22) may be the α used when calculating th roc1 ,
-ケース2-
図14を参照して異常値出現パターンのケース2の場合の補正について説明する。ケース2は、図14の上段に示すように、取得された脈波信号において、本来検出されるべき1つのピークTを検出しなかったことにより、図14の中段に示すようなPPIの時系列データが取得された場合である。詳細には、図14の中段に示されたPPIの時系列データにおいては、本来検出されるべき1つのピークTを検出しなかったことにより、本来は2つのピークがあるべきところを、2つのピークが足し合わされた誤った異常値pn+1が発現する。当該異常値pn+1の発現は、ユーザの不整脈の影響により生じたものと推察される。従って、正しいピークTが検出されていれば、PPIの時系列データにおいては、pn+1は2つに分割されると推察される。そこで、ケース2においては、図14の下段に示すように、異常値であるpn+1の後にp´n+1、p´´n+1を挿入して、pn+1を2つに分割する補正を行う。p´n+1、p´´n+1は、下記数式(25)及び(26)に基づき算出することができる。このようにして、ユーザの不整脈等に起因する異常値を補正することができる。-Case 2-
The correction in the case of
なお、数式(25)及び数式(26)に含まれるαは、事前に実験、観察等に基づいて決定される値であり、例えば、0.5と設定することができる。 The α included in the mathematical formula (25) and the mathematical formula (26) is a value determined in advance based on experiments, observations, etc., and can be set to 0.5, for example.
-ケース3-
図15を参照して、異常値の出現パターンのケース3の場合の補正について説明する。ケース3は、図15の上段に示すように、取得された脈波信号において、本来3つのピークが検出されるべきところ、1つの大きなピークEに起因して2つのピークTが検出できなかったことにより、図15の中段に示すようなPPIの時系列データが取得された場合である。詳細には、本ケースでは、図15の上段に示すように、衝撃ノイズ等に起因した誤ったピークEが検出され、誤ったピークEの近傍に位置する本来検出すべき2つの正しいピークTの検出ができなくなり、図15の中段に示すように、大きな値を持った異常値pn+1、pn+2が検出される。この場合、正しいピークTが検出されていれば、異常値pn+1、pn+2は、3つに分割されると推察される。そこで、ケース3においては、図15の下段に示すように、異常値pn+1をΔβ1分だけ小さくし、異常値pn+2をΔβ2分だけ小さくし、異常値pn+1、pn+2の真ん中に、p´n+1を挿入する。p´n+1は、以下の数式(27)に従って算出することができる。なお、Δβ1及びΔβ2は、事前に実験、観察等に基づいて定められた値又は数式により決定することができる。このようにして、衝撃ノイズ等に起因した異常値を補正することができる。-Case 3-
With reference to FIG. 15, the correction in the case of the
-ケース4-
図16を参照して、異常値の出現パターンのケース4の場合の補正について説明する。ケース4は、図16の上段に示すように、PPIの時系列データ中のPPI値が徐々に低くなっていき(pn、pn+1、pn+2、pn+3)、ある時点で本来の検出すべき値に復帰している(pn+4)。このような異常値pn、pn+1、pn+2、pn+3は、心拍による高周波ノイズが脈波信号に付加されることに起因して生成された誤ったピークを検出することにより、本来の脈波の間隔よりも短い間隔でピークを検出してしまうことにより生じる。例えば、PPGセンサ部122では、1Hz前後の周期を持って振幅する脈波に対して、3Hz程度の高周波ノイズが付加される。このような場合、正しいピークが検出されていれば、検出されるべきピークの数は、異常値として検出したピークの個数4個よりも少なくなるはずである。そこで、ケース4においては、図16の下段に示すように、異常値pn、pn+1、pn+2をmに補正し、pn+3を削除する。mは、以下の数式(28)に従って算出することができる。このようにして、高周波ノイズ等に起因する異常値を補正することができる。-Case 4-
With reference to FIG. 16, the correction in the case of the
-ケース5-
図17を参照して、異常値の出現パターンのケース5の場合の補正について説明する。ケース5は、ケース1と同様に、図17の上段に示すように、取得された脈波信号において、本来検出されるべき正しいピークTを検出せず、誤ったピークEを検出したことにより、図17の中段に示すようなPPI時系列データが取得された場合である。詳細には、図17の下段に示されたPPIの時系列データにおいては、誤ったピークEを検出したことにより、pn+1は小さな値となり、pn+2は大きな値となっている。すなわち、pn+1、pn+2が異常値にあたる。誤ったピークEの検出は、脈波信号のDCシフトにより、本来検出すべき正しいピークTが出現すべき位置の近傍に誤ったピークEが発生することにより生じる。この場合、正しいピークTが検出されていれば、本来のpn+1は、図17の中段に示されているpn+1よりも値が大きくなり、本来のpn+2は、図17の中段に示されているpn+2よりも値が小さくなっているものと推察される。そこで、ケース5においては、図17の下段に示すように、以下の数式(29)に従ってΔβを算出し、異常値であるpn+1をΔβだけ大きくし、異常値であるpn+2をΔβだけ小さくする補正を行う。このようにして、DCシフトに起因する異常値を補正することができる。-Case 5-
With reference to FIG. 17, the correction in the case of the
なお、数式(29)に含まれるαは、事前に実験、観察等に基づいて決定される値であり、例えば、1.0と設定することができる。 It should be noted that α included in the mathematical formula (29) is a value determined in advance based on experiments, observations, etc., and can be set to 1.0, for example.
-ケース6-
図18を参照して、異常値の出現パターンのケース6の場合の補正について説明する。ケース6は、図18の上段に示すように、取得された脈波信号において、本来1つのピークが検出されるべきところ、外部からの衝撃による衝撃ノイズ等による誤ったピークEも検出したことにより、図18の中段に示すようなPPIの時系列データが取得された場合である。この場合、正しいピークが検出されていれば、1つのピークが検出されると推定される。そこで、ケース6においては、図18の下段に示すように、以下の数式(30)に従ってpn+2にpn+1を足し合わせて新たなp´n+2を算出する。そして、ケース6においては、pn+2を算出されたp´n+2に補正し、pn+1を削除する。このようにして、衝撃ノイズ等に起因する異常値を補正することができる。-Case 6-
With reference to FIG. 18, the correction in the case of the
-ケース7-
図19を参照して、異常値の出現パターンのケース7の場合の補正について説明する。ケース7は、図19の上段に示すように、取得された脈波信号において、本来1つのピークが検出されるべきところ、外部からの衝撃による衝撃ノイズ等による誤ったピークEを検出したことにより、図19の中段に示すようなPPIの系列データが取得された場合である。この場合、正しいピークTが検出されていれば、1つのピークが検出されると推定される。そこで、ケース7においては、図19の下段に示すように、以下の数式(31)に従ってpn+2にpn+1を足し合わせて新たなp´n+1を算出する。そして、ケース7においては、pn+1を算出されたp´n+1に補正し、pn+2を削除する。このようにして、衝撃ノイズ等に起因する異常値を補正することができる。-Case 7-
With reference to FIG. 19, the correction in the case of the
-ケース8-
図20を参照して、異常値の出現パターンのケース8の場合の補正について説明する。ケース8は、図20の上段に示すように、PPIの時系列データ中のPPI値が徐々に高くなっていき(pn、pn+1、pn+2、pn+3)、ある時点で本来の検出すべき値に復帰している(pn+4)。このような異常値pn、pn+1、pn+2、pn+3は、心拍による高周波ノイズが脈波信号に付加されることに起因して、本来検出すべきピークを検出できなかったことにより発生する。この場合、正しいピークTが検出されていれば、検出されるべきピークの数は、異常値として検出したピークの個数4個よりも多くなるはずである。そこで、ケース8においては、図20の下段に示すように、異常値pn、pn+1、pn+2、pn+3をmに置き替え、且つ、同様にmの値を持つp´n+3をpn+3の後に追加する補正を行う。mは、以下の数式(32)に従って算出することができる。このようにして、高周波ノイズ等に起因する異常値を補正することができる。-Case 8-
With reference to FIG. 20, the correction in the case of the
なお、本実施形態においては、異常値の補正は、上述の方法に限定されるものではなく、特に限定されるものではない。本実施形態においては、例えば、後述する信頼度に応じて、異常値の補正を行ってもよい。この場合、具体的には、信頼度が高いPPIの時系列データの区間において検出された異常値に対しては、ユーザの自律神経系の何らかの変化により生じたものと推定し、積極的に異常値の補正を行わないことを選択する。一方、信頼度が低いPPIの時系列データの区間において検出された異常値に対しては、衝撃等の外的な影響により生じたものと推定し、積極的に異常値の補正を行うことを選択する。さらに、本実施形態においては、異常値の検出及び異常値の補正については、機械学習によりユーザの過去のPPIの時系列データの傾向を学習し、その学習結果に基づき個々のユーザの傾向に応じて異常値の検出及び補正を行ってもよい。 In the present embodiment, the correction of the abnormal value is not limited to the above method, and is not particularly limited. In the present embodiment, for example, the abnormal value may be corrected according to the reliability described later. In this case, specifically, the abnormal value detected in the time-series data section of the highly reliable PPI is presumed to have been caused by some change in the user's autonomic nervous system, and is positively abnormal. Choose not to correct the value. On the other hand, for the abnormal values detected in the time series data section of PPI with low reliability, it is estimated that they were caused by external influences such as impact, and the abnormal values should be positively corrected. select. Further, in the present embodiment, for the detection of the abnormal value and the correction of the abnormal value, the tendency of the time series data of the past PPI of the user is learned by machine learning, and the tendency of each user is determined based on the learning result. The abnormal value may be detected and corrected.
<4.4 信頼度の算出>
以下に説明する本実施形態に係る信頼度の算出においては、脈波信号の測定時にユーザの状態が測定に適切な状態にあるかどうかの観点で、当該脈波信号から得られたPPIの時系列データや当該PPIの時系列データから得られたHRV指標の信頼度を算出する。先に説明したように、精神的ストレス度評価や自律神経機能評価のためにHRV指標を算出する場合には、これらの基礎データとなる脈波信号の測定時のユーザの状態は、安静、且つ、同一姿勢に維持されていることが望ましい。また、信頼度の算出においては、脈波信号の測定時に脈波信号を検出するPPGセンサ部122の装着状態が適切な状態にあるかどうかの観点でも算出されることができる。そこで、本実施形態においては、上述の観点で信頼度を算出し、算出した信頼度をユーザに提示することにより、ともに提示されるHRV指標の信頼性をユーザに認識させることができる。また、本実施形態においては、算出した信頼度に基づき、ウェアラブルデバイス10のセンサ部120を制御したり、HRV指標の算出処理を制御したりすることもできる。以下に、本実施形態に係る信頼度の算出の様々な例を説明する。<4.4 Calculation of reliability>
In the calculation of the reliability according to the present embodiment described below, when the PPI obtained from the pulse wave signal is obtained from the viewpoint of whether the user's state is in an appropriate state for the measurement at the time of measuring the pulse wave signal. The reliability of the HRV index obtained from the series data and the time series data of the PPI is calculated. As described above, when the HRV index is calculated for the evaluation of the degree of psychological stress and the evaluation of the autonomic nervous function, the user's state at the time of measuring the pulse wave signal which is the basic data of these is resting and It is desirable that the posture is maintained in the same position. Further, in the calculation of the reliability, it can be calculated from the viewpoint of whether or not the mounting state of the
(第1の方法)
まず、信頼度riの算出方法の一例として、ウェアラブルデバイス10に設けられたモーションセンサ部124で取得されたセンシングデータを利用して、信頼度riを算出する第1の方法を説明する。モーションセンサ部124で取得されたセンシングデータは、ユーザの動作が反映されたデータであることから、このようなデータを解析することにより、ユーザが脈波信号の測定時としては適切な状態にあるかどうかを判定することができる。(First method)
First, as an example of the method of calculating the reliability ri , a first method of calculating the reliability ri will be described using the sensing data acquired by the
詳細には、本方法においては、ユーザの脈波信号の測定時に、ユーザに装着されたモーションセンサ部124からユーザの動作による加速度データを取得する。さらに、本方法においては、脈波信号のサンプリングのタイミング毎に、取得した加速度データから加速度ノルムを算出する。そして、本方法においては、算出した複数の加速度ノルムを例えば1秒おきに平均化し、平均化されて得られた平均値を要素とする複数のベクトルAiを得る。
Specifically, in this method, when measuring the pulse wave signal of the user, the acceleration data due to the operation of the user is acquired from the
次に、本方法においては、複数のベクトルAiの値を用いて、平均値μiと標準偏差σiを算出する。さらに、本方法においては、算出した平均値μiと標準偏差σiを用いて、ユーザの安静度を示す「安静スコア」Srと、ユーザの姿勢の変化の少なさ、すなわち、運動状態を示す「姿勢スコア」Spとを以下の数式(33)及び数式(34)に従って算出する。なお、Srは、ユーザが安静状態にあれば小さな値となり、Spは、ユーザの姿勢に変化がなければ小さな値になると推定される。Next, in this method, the mean value μ i and the standard deviation σ i are calculated using the values of a plurality of vectors Ai. Further, in this method, the calculated mean value μ i and the standard deviation σ i are used to indicate the “rest score” Sr indicating the degree of rest of the user and the small change in the posture of the user, that is, the exercise state. The "posture score" Sp is calculated according to the following mathematical formulas (33) and (34). It is estimated that Sr is a small value if the user is in a resting state, and Sp is a small value if the posture of the user does not change.
なお、上記数式(33)及び(34)におけるσμ及びσσは、事前に、様々なユーザの日常生活における加速度データから得られた複数のベクトルAiから算出された平均値μi群及び標準偏差σi群の各標準偏差である。In addition, σ μ and σ σ in the above equations (33) and (34) are the mean value μi group and the standard deviation calculated in advance from a plurality of vectors Ai obtained from the acceleration data in the daily life of various users. Each standard deviation of the σi group.
なお、安静スコアSrと、姿勢スコアSpとに対しては、これらの値が0以上1以下の範囲に収まるようクリッピング処理が行われることが好ましい。そして、本方法においては、算出された安静スコアSrと姿勢スコアSpと用いて、以下の数式(35)に従って信頼度riを算出する。It is preferable that the rest score Sr and the posture score Sp are clipped so that these values fall within the range of 0 or more and 1 or less. Then, in this method, the reliability ri is calculated according to the following mathematical formula (35) by using the calculated rest score Sr and the posture score Sp.
なお、数式(33)に含まれるαは、事前に実験、観察等に基づいて決定される値であり、0以上1以下の数値を設定することができる。 It should be noted that α included in the mathematical formula (33) is a value determined in advance based on experiments, observations, etc., and a numerical value of 0 or more and 1 or less can be set.
このようにして得られた信頼度riは、例えばユーザに提示される。この際、信頼度riは、算出された安静スコアSrと姿勢スコアSpとともに、ユーザに提示されてもよい。 The reliability ri thus obtained is presented to, for example, the user. At this time, the reliability ri may be presented to the user together with the calculated rest score Sr and posture score Sp.
また、本方法においては、ユーザの安静度を示す安静スコアSrと、ユーザの姿勢の変化の少なさを示す姿勢スコアSpとを算出することができればよく、上述のような平均値μi及び標準偏差σi以外の統計値を用いて算出してもよい。さらに、本方法においては、例えば、モーションセンサ部124に内蔵された3軸加速度センサ(図示省略)から取得されたXYZ軸の各軸方向の加速度データを用いて、安静スコアSrと姿勢スコアSpとを算出してもよい。この場合、それぞれの軸方向の加速度データを用いて上述のように各軸方向における信頼度riを求めて、求めた各信頼度riの線形和を最終的な信頼度として用いてもよい。Further, in this method, it suffices if the rest score Sr indicating the degree of rest of the user and the posture score Sp indicating that the change in the posture of the user is small can be calculated. It may be calculated using a statistical value other than the deviation σ i . Further, in this method, for example, the rest score Sr and the posture score Sp are obtained by using the acceleration data in each axis direction of the XYZ axes acquired from the 3-axis acceleration sensor (not shown) built in the
また、本方法においては、既存のアルゴリズムを用いてモーションセンサ部124で取得されたセンシングデータからユーザの姿勢や状態を推定し、推定結果に基づいて、安静スコアSrと姿勢スコアSpとを算出してもよい。より具体的には、モーションセンサ部124で取得されたセンシングデータに基づいて、ユーザが「座位」、「立位」、「歩行」、「走行」等のどの状態にあるかを推定する。さらに、ユーザの状態と安静スコアSrの値及び姿勢スコアSpの値とが予め紐づけられており(例えば、ユーザが「座位」であった場合にはSrは1.0、ユーザが「歩行」状態にあった場合にはSrは0.5、ユーザが「走行」状態であった場合にはSrは0.0と予め決定されている)、上記推定結果に基づいて安静スコアSrの値及び姿勢スコアSpの値を選択し、選択した値を用いて信頼度riを算出する。また、本方法においては、ユーザの脈波信号の想定時に、既存のアルゴリズムを用いて、モーションセンサ部124で取得されたセンシングデータからユーザの状態を推定し、当該脈波信号の測定期間内で最も長い姿勢の時間の割合を安静スコアSrとしてもよい。
Further, in this method, the posture and state of the user are estimated from the sensing data acquired by the
(第2の方法)
次に、信頼度riの算出方法の一例として、ウェアラブルデバイス10に設けられたPPGセンサ部122で取得された脈波信号を利用して信頼度riを算出する第2の方法を、図21を参照して説明する。図21は、本実施形態の第2の方法に係る信頼度の算出を説明する説明図である。本方法によれば、モーションセンサ部124を設けることなく、ユーザの安静度を示す安静スコアSrを取得することができる。(Second method)
Next, as an example of the method of calculating the reliability ri , a second method of calculating the reliability ri using the pulse wave signal acquired by the
詳細には、ユーザの安静度を示す安静スコアSrは、所定の期間における、脈波信号に含まれる直流成分(DC成分)の変動を定量化することにより算出することができる。そこで、本方法においては、脈波信号の直流成分の変化を検出し、検出結果に基づいて上述の安静スコアSrを算出し、算出した安静スコアSrを用いて第1の方法と同様に信頼度riを算出する。より具体的には、脈波信号は、ユーザの心臓の拍動による血流量の変化に対応した拍動成分(AC成分)と、拍動以外の血液層や血液以外の組織からの反射光や散乱光に対応した直流成分(DC成分)とを含む。ユーザが運動している等といった非安静状態の場合には、ユーザの動作に起因した血流量の変化や、PPGセンサ部122の装着ずれ等に起因してPPGセンサ部122以外からの外光が検出されることにより、脈波信号のDC成分に変動が生じる。例えば、図21には、ユーザの腕にウェアラブルデバイス10を装着し、すなわち、ユーザの腕にPPGセンサ部122を装着し、ユーザの腕を、ユーザの胸の高さに維持した場合、胸よりも上げた場合、胸よりも下げた場合の脈波信号の変動が示されている。図21からわかるように、PPGセンサ部122を装着した腕を上げ下げすることにより、図中の脈波信号の高さの変動として、脈波信号のDC成分の変動が現れる。すなわち、ユーザの姿勢が一定の状態で維持されていれば、脈波信号のDC成分は一定の値に維持されることとなる。このように、脈波信号のDC成分は、ユーザの安静度を反映している指標として考えることができる。そこで、本方法においては、例えば、脈波信号の測定期間における脈波信号のDC成分の変動を統計処理して分散(σ2)を算出し、算出した分散の逆数を上述の安静スコアSrとして用いることができる。Specifically, the rest score Sr, which indicates the degree of rest of the user, can be calculated by quantifying the fluctuation of the DC component (DC component) contained in the pulse wave signal in a predetermined period. Therefore, in this method, the change in the DC component of the pulse wave signal is detected, the above-mentioned rest score Sr is calculated based on the detection result, and the calculated rest score Sr is used to obtain the reliability as in the first method. Calculate r i . More specifically, the pulse wave signal includes a pulsatile component (AC component) corresponding to a change in blood flow due to the pulsation of the user's heart, and reflected light from a blood layer other than the pulsation or a tissue other than the blood. Includes a DC component (DC component) corresponding to scattered light. In the case of a non-resting state such as when the user is exercising, external light from other than the
(第3の方法)
次に、信頼度riの算出方法の一例として、ウェアラブルデバイス10に設けられたPPGセンサ部122で取得された脈波信号に基づく脈拍の変化を利用して信頼度riを算出する第3の方法を、図22を参照して説明する。図22は、本実施形態の第3の方法に係る信頼度の算出を説明する説明図である。本方法によれば、モーションセンサ部124を設けることなく、ユーザの姿勢の変化の少なさを示す姿勢スコアSpを取得することができる。(Third method)
Next, as an example of the method of calculating the reliability r i , the third reliability r i is calculated by using the change in the pulse based on the pulse wave signal acquired by the
PPGセンサ部122で取得された脈波信号は、ユーザの脈拍による変化を反映したデータであることから、脈波信号を解析することにより、所定時間におけるユーザの脈拍数を得ることができる(例えば、一分間あたりの脈拍数。なお、当該脈拍数は、beat per minuite(bpm)とも呼ばれる)。当該脈拍数においては、ユーザの状態が変化すると、それに応じて変化が生じる。例えば、図22に示すように、ユーザの状態が、横たわった臥位の状態から立ちあがった立位の状態に変化した場合には、脈拍数において変化が生じる。より具体的には、臥位においては、脈拍数は60~70bpm程度に安定し、立位の場合には脈拍数は80~100bpm程度にまで変化している。このようなことから、脈拍数の変化は、ユーザの姿勢の変化の少なさを反映している指標として考えることができる。そこで、本方法においては、例えば、脈波信号の測定期間における脈拍数の変動を統計処理して分散(σ2)を算出し、算出した分散の逆数を上述の姿勢スコアSpとして用いることができる。なお、本方法においては、脈拍数の代わりに、心拍数を用いて姿勢スコアSpを算出してもよい。Since the pulse wave signal acquired by the
(第4の方法)
先に説明したように、信頼度riは、脈波信号の測定時に脈波信号を検出するPPGセンサ部122の装着状態が適切な状態にあるかどうかの観点でも算出されることができる。そこで、信頼度riの算出方法の一例として、PPGセンサ部122の装着状態に基づいて信頼度riを算出する第4の方法を、図23を参照して説明する。図23は、本実施形態の第4の方法に係る信頼度の算出を説明する説明図であって、詳細には、本方法に係るウェアラブルデバイス10aの形態を示す。本方法によれば、PPGセンサ部122の装着状態を考慮して、信頼度riを算出することができる。(Fourth method)
As described above, the reliability ri can also be calculated from the viewpoint of whether or not the PPG
適切に脈波信号を取得するためには、PPGセンサ部122はユーザの身体の一部に適切な締め具合で装着することが求められる。そこで、本方法においては、図23に示すように、腕時計型のウェアラブルデバイス10aのバンド部12の内側に、PPGセンサ部122とともに、PPGセンサ部122の装着状態を検出する圧力センサ部14を設ける。当該圧力センサ部14により、脈波信号測定時におけるPPGセンサ部122への圧力を検出し、検出結果を用いて、PPGセンサ部122の装着状態を取得することができる。そして、本方法においては、脈波信号測定期間内における、理想的に装着された際の圧力と圧力センサ部14により検出された圧力との差分を、PPGセンサ部122の装着状態を示す指標として数学的に処理し(例えば、分散(σ2)を算出し)、処理結果に基づいて信頼度riを算出する。In order to properly acquire the pulse wave signal, the
また、本方法においては、PPGセンサ部122の装着状態は、上述の圧力センサ部14により検出することに限定されるものではなく、他のセンサによって検出してもよい。例えば、適切に脈波信号を取得するためには、PPGセンサ部122はユーザの身体の一部に密着していることが求められる。そこで、腕時計型のウェアラブルデバイス10aのバンド部12の内側であって、ユーザの皮膚と密着する箇所に、温度センサ部(図示省略)を設けてもよい。当該温度センサ部により、ユーザの皮膚温度を検出し、検出結果を用いて、PPGセンサ部122の装着状態を検出してもよい。
Further, in this method, the mounting state of the
(第5の方法)
また、信頼度riは、上述した異常値の検出を利用しても、算出することができる。そこで、信頼度riの算出方法の一例として、異常値の検出を利用して信頼度riを算出する第5の方法を説明する。異常値が検出された場合には、ユーザが脈波信号の測定時としては適切な状態にない、もしくは、脈波信号測定時にPPGセンサ部122の装着状態が適切な状態にないことが推定される。また、異常値が検出されない場合には、ユーザが脈波信号の測定時としては適切な状態にあり、且つ、脈波信号測定時にPPGセンサ部122の装着状態が適切な状態にあることが推定される。そこで、本方法においては、ユーザの脈波信号の測定期間内における異常値が検出されなかった期間の割合に基づいて、信頼度riを算出する。従って、本方法によれば、ユーザの状態及びPPGセンサ部122の装着状態を考慮して、信頼度riを算出することができる。(Fifth method)
Further, the reliability ri can also be calculated by using the above-mentioned detection of abnormal values. Therefore, as an example of the method of calculating the reliability ri , a fifth method of calculating the reliability ri using the detection of an abnormal value will be described. When an abnormal value is detected, it is presumed that the user is not in an appropriate state when measuring the pulse wave signal, or that the
ある測定期間における信頼度riは、例えば、当該測定期間におけるPPIの時系列データの測定時間をTMとし、当該測定期間において異常値が検出されなかったPPI値が得られた総和時間をTNとすると、以下の数式(36)で表すことができる。For the reliability ri in a certain measurement period, for example, the measurement time of the time series data of PPI in the measurement period is set as TM, and the total time obtained by obtaining the PPI value in which no abnormal value is detected in the measurement period is T. If N , it can be expressed by the following mathematical formula (36).
また、ある測定期間における信頼度riは、例えば、当該測定期間におけるPPIの時系列データに含まれるデータ総数をMとし、当該測定期間において異常値が検出されなかったPPI値のデータ総数をNとすると、以下の数式(37)で表すことができる。For the reliability ri in a certain measurement period, for example, the total number of data included in the time series data of PPI in the measurement period is M, and the total number of PPI value data in which no abnormal value is detected in the measurement period is N. Then, it can be expressed by the following mathematical formula (37).
また、本方法においては、取得されたPPIの時系列データにおける異常値の発現パターンに基づいて、信頼度riを算出してもよい。例えば、ある測定期間における信頼度riは、当該測定期間におけるPPIの時系列データに含まれるデータ総数をMとし、当該測定期間において、上述した8つの異常値の出現パターンの各ケースに該当し異常値であると判断された、ケース毎の異常値の数をNi(iは1~8の自然数)とすると、以下の数式(38)で表すことができる。Further, in this method, the reliability ri may be calculated based on the expression pattern of the abnormal value in the acquired time series data of PPI. For example, the reliability ri in a certain measurement period corresponds to each case of the above-mentioned eight abnormal value appearance patterns in the measurement period, where M is the total number of data included in the time series data of PPI in the measurement period. Assuming that the number of outliers determined to be outliers for each case is Ni ( i is a natural number of 1 to 8), it can be expressed by the following mathematical formula (38).
なお、上記式(38)においては、αi(iは1~8の自然数)は、異常値の出現パターンのケースごとに決定された重み係数である。なお、重み係数αiは、例えば、事前に測定したPPIの時系列データと、その測定時の環境情報(外部からの衝撃の有無、ユーザの動作パターン、ウェアラブルデバイス10の装着状態等)とに基づき、実験的に決定することができる。また、重み係数αiは、異常値の発現パターンごとの異常値の発現理由に基づき重みづけすることで決定してもよい。
In the above equation (38), αi (i is a natural number of 1 to 8) is a weighting coefficient determined for each case of the appearance pattern of an abnormal value. The weighting coefficient αi is based on, for example, the time-series data of the PPI measured in advance and the environmental information at the time of the measurement (presence or absence of external impact, user's operation pattern, wearing state of the
なお、上述した信頼度riの算出方法は一例であり、本実施形態に係る信頼度riの算出方法は上述した方法に限定されるものではない。また、上述した信頼度riの算出方法は、互いに組み合わせることもできる。本実施形態においては、例えば、上述の第5の方法によって得られた信頼度riを、上述の第1の方法によってモーションセンサ部124で取得された加速度データから算出された信頼度riと統合して、最終的な信頼度を算出してもよい。このように上述した信頼度riの算出方法を組み合わせることにより、信頼度riの精度をより向上させることができる。The above-mentioned calculation method of the reliability ri is an example, and the calculation method of the reliability ri according to the present embodiment is not limited to the above-mentioned method. Further, the above-mentioned methods for calculating the reliability ri can be combined with each other. In the present embodiment, for example, the reliability ri obtained by the above-mentioned fifth method is referred to as the reliability ri calculated from the acceleration data acquired by the motion sensor unit 124 by the above-mentioned first method. It may be integrated to calculate the final confidence. By combining the above-mentioned calculation method of the reliability ri in this way, the accuracy of the reliability ri can be further improved.
<4.5 信頼度の出力>
上述のように算出した信頼度riは、例えば、ユーザに提示することにより、ともに提示されるHRV指標の信頼性をユーザに認識させることができる。また、例えば、算出した信頼度riは、ウェアラブルデバイス10のセンサ部120を制御したり、HRV指標の算出処理を制御したりする際にも用いることができる。そこで、以下に本実施形態に係る信頼度riの出力方法の様々な例を説明する。<4.5 Reliability output>
By presenting the reliability ri calculated as described above to the user, for example, the user can be made to recognize the reliability of the HRV index presented together. Further, for example, the calculated reliability ri can also be used when controlling the
(第1の方法)
まず、信頼度riの出力方法の一例として、ユーザに対して信頼度riを提示する第1の方法を、図24及び図25を参照して説明する。図24及び図25は、本実施形態の第1の方法に係る信頼度riの出力を説明する説明図である。本方法によれば、例えば、ユーザに低い信頼度riを提示することにより、ユーザは、当該信頼度riを改善しようと、安静、且つ、同一姿勢に維持するような動作に誘導されることとなる。また、本方法においては、算出された信頼度riが所定の値に比べて低下した場合、ユーザに提示されたHRVし指標等の信頼性が低下しているとして、ユーザに対してその理由、もしくは、信頼度riの改善を求めるアラートを提示してもよい。(First method)
First, as an example of the output method of the reliability ri , the first method of presenting the reliability ri to the user will be described with reference to FIGS. 24 and 25. 24 and 25 are explanatory views illustrating the output of the reliability ri according to the first method of the present embodiment. According to this method, for example, by presenting a low reliability ri to the user, the user is guided to an action of keeping a rest and the same posture in an attempt to improve the reliability ri . It will be. Further, in this method, when the calculated reliability ri is lower than the predetermined value, it is considered that the reliability of the HRV index or the like presented to the user is lowered, and the reason is given to the user. Alternatively, an alert may be presented asking for an improvement in reliability ri .
より具体的には、本方法においては、図24に示すように、HRV指標に基づき算出したストレス度をユーザに対して表示する際、当該ストレス度の表示形態を信頼度riに応じて変化させる。例えば、図24の左側に示すように、信頼度riが高い場合には、コントラストを高めてストレス度を表示する。一方、図24の右側に示すように、信頼度riが低い場合には、コントラストを低くしてストレス度を表示する。このようにコントラストを変化させて表示することにより、ユーザは、表示されたストレス度の信頼性を容易に認識することができる。また、例えば、図25に示すように、HRV指標の時系列データをユーザに向けてグラフ表示する際には、信頼度riが低い期間のHRV指標の時系列データを目立たないようにグレーアウト表示500を行う。このようにすることで、ユーザは着目すべきHRV指標に注目することになり、ユーザのHRV指標の確認が容易となる。More specifically, in this method, as shown in FIG. 24, when the stress degree calculated based on the HRV index is displayed to the user, the display form of the stress degree changes according to the reliability ri. Let me. For example, as shown on the left side of FIG. 24, when the reliability ri is high, the contrast is increased and the stress degree is displayed. On the other hand, as shown on the right side of FIG. 24, when the reliability ri is low, the contrast is lowered and the stress degree is displayed. By displaying the display with the contrast changed in this way, the user can easily recognize the reliability of the displayed stress level. Further, for example, as shown in FIG. 25, when the time-series data of the HRV index is displayed as a graph toward the user, the time-series data of the HRV index during the period when the reliability ri is low is displayed in gray out so as not to be conspicuous. Do 500. By doing so, the user pays attention to the HRV index to be paid attention to, and it becomes easy to confirm the user's HRV index.
ユーザへの信頼度riの提示方法としては、信頼度riの表示の色、輝度等を信頼度riに応じて変化させて表示してもよく、具体的に数字で信頼度riを表示してもよく、本方法においては特に限定されるものではない。本方法においては、このように信頼度riをユーザに提示することにより、ユーザは、当該信頼度riを改善しようと、安静、且つ、同一姿勢に維持するような動作に誘導されることとなる。さらに、ユーザは、当該信頼度riともに提示されたHRV指標の信頼性を容易に認識することができる。As a method of presenting the reliability r i to the user, the display color, brightness, etc. of the reliability r i may be changed according to the reliability r i and displayed, and specifically, the reliability r i may be numerically displayed. May be displayed, and the method is not particularly limited. In this method, by presenting the reliability ri to the user in this way, the user is guided to an action of keeping the posture at rest and in the same posture in order to improve the reliability ri . Will be. Further, the user can easily recognize the reliability of the HRV index presented together with the reliability ri.
また、本方法においては、信頼度riの提示の際、脈波信号の測定の信頼性が低下している理由や、信頼度riを改善する方法をユーザに提示してもよい。この場合、信頼度riを算出する際に用いた安静スコアSrや姿勢スコアSpの値等を参照して、信頼度riが低下した原因を推定し、推定結果に基づいて、信頼度riが低下した理由や、信頼度riを改善する方法をユーザに提示する。より具体的には、信頼度riが低下した原因として、ユーザが急激な運動を行ったことが推定された場合には、ユーザに対して、「急激な運動により信頼度が低下しました」と推定される理由を提示する。また、本方法においては、このような場合には、当該ユーザに対して、「安静にしてください」や「姿勢を安定させて下さい」等といった、信頼度riを改善する方法を提示する。また、信頼度riが低下した原因として、PPGセンサ部122の装着状態が良くないことが推定される場合には、ユーザに対して、「ウェアブルデバイスの再装着をしてください」等といった、PPGセンサ部122の装着状態を改善する方法を提示する。このような提示を行うことにより、ユーザは、信頼度riが低い理由を認識することができることから、信頼度riのみをユーザに提示する場合に比べて、ユーザは納得感を得ることができる。さらには、ユーザは、信頼度riを改善する方法を容易に認識し、当該方法の実行に誘導されることから、脈波信号測定の精度を高め、ひいてはHRV指標の精度を高めることができる。Further, in the present method, when the reliability ri is presented, the user may be presented with the reason why the reliability of the pulse wave signal measurement is lowered and the method for improving the reliability ri . In this case, the cause of the decrease in the reliability r i is estimated by referring to the values of the rest score Sr and the posture score Sp used when calculating the reliability r i , and the reliability r is based on the estimation result. The reason why i has decreased and the method for improving the reliability r i are presented to the user. More specifically, when it is presumed that the user has made a sudden exercise as the cause of the decrease in the reliability ri , the user is told that "the reliability has decreased due to the abrupt exercise". I will present the presumed reason. Further, in this method, in such a case, a method for improving the reliability ri such as "Please rest" or "Please stabilize the posture" is presented to the user. If it is presumed that the
なお、本方法においては、信頼度riが低下した理由や、信頼度riを改善する方法の提示方法は、上述のような文言等の文字によって表示することに限定されるものではない。例えば、各理由に予め紐づけられているパターンに基づいて、ウェアラブルデバイス10が振動したり、ウェアラブルデバイス10に設けられたLEDが発光したりして、ユーザに理由を提示してもよい。In this method, the reason why the reliability ri is lowered and the method of presenting the method for improving the reliability ri are not limited to displaying by characters such as the above-mentioned words. For example, the
(第2の方法)
次に、信頼度riの出力方法の一例として、信頼度riをウェアラブルデバイス10にフィードバックして、ウェアラブルデバイス10を制御する第2の方法を説明する。本方法においては、信頼度riが所定の値よりも低い期間が所定の時間(例えば、数秒)以上継続した場合には、脈波信号を取得するPPGセンサ部122の動作を一時的に停止させる。例えば、ユーザが走って移動したことに起因して非安静状態が連続すると、上述の安静スコアSrや当該安静スコアSrに基づいて算出される信頼度riが低下する。このような信頼度riの低下が所定の時間以上継続した場合には、この後も低い信頼度riが維持されると推定し、PPGセンサ部122の動作(例えば、受光動作)を一時的に停止させ、脈波信号の取得を停止する。信頼度riが低い状態での脈波信号に基づいてHRV指標を算出しても、ユーザの状態を適切に反映した指標を得ることができないためである。さらに、PPGセンサ部122の動作を停止させることにより、ウェアラブルデバイス10におけるバッテリー消費量を抑えることができる。すなわち、本方法によれば、信頼度riをウェアラブルデバイス10にフィードバックすることにより、ウェアラブルデバイス10の測定動作を好適な状態にすることができる。なお、PPGセンサ部122の動作を停止させる際には、ユーザにその旨を提示することが好ましい。また、本実施形態においては、PPGセンサ部122の動作を停止させることに限定されるものではなく、ウェアラブルデバイス10とサーバ30との間の通信等、他の動作を停止させてもよい。(Second method)
Next, as an example of the output method of the reliability ri , a second method of feeding back the reliability ri to the wearable
また、本方法においては、信頼度riをサーバ30の検出部332、補正部336及びHRV指標算出部342の処理にフィードバックしてもよい。詳細には、信頼度riが所定の値よりも低い期間が所定の時間(例えば、数秒)以上継続した場合には、異常値の適切な検出や、異常値の適切な補正、さらには、適切なHRV指標の算出が難しいと判定される。そこで、本方法においては、このような場合には、検出部332による異常値の検出、補正部336による異常値の補正、さらには、HRV指標算出部342によるHRV指標の算出を一時的に停止させる。その結果、検出部332、補正部336及びHRV指標算出部342での動作を停止させることにより、サーバ30における処理リソース(処理量、保持メモリ量、保存データ量等)の増加を抑えることができる。すなわち、本方法によれば、信頼度riをサーバ30にフィードバックすることにより、サーバ30の処理動作を好適な状態にすることができる。Further, in this method, the reliability ri may be fed back to the processing of the
また、本方法においては、信頼度riをサーバ30のHRV指標算出部342にフィードバックして、HRV指標の算出処理を制御してもよい。具体的には、本方法においては、信頼度riが所定の値よりも低い期間に取得されたPPIの時系列データを、HRV指標を算出する際のデータからは除外する。このようにすることで、より信頼性の高いHRV指標を取得することができる。例えば、あるユーザについて直近1か月の間に算出されたHRV指標の平均値を、ユーザの体調管理に使用したい場合がある。このような場合には、信頼度riが低い期間のPPIの時系列データは除外してHRV指標の平均値を算出することにより、ユーザの状態がより的確に反映されたHRV指標の平均値を取得することができ、ユーザの体調管理に有効に用いることができる。Further, in this method, the reliability ri may be fed back to the HRV
また、本方法においては、複数期間のHRV指標を統合して所定の指標を算出する場合には、各期間の信頼度riに基づいて各HRV指標に対して重み付け処理を行った後に、上記統合値を算出してもよい。より具体的には、一日のユーザのストレス度を、1日の間に算出された複数個のSDNN(HRV指標の一種)の重み付き平均で定義することがある。本方法においては、このような場合、信頼度riの高い区間でのSDNNの値には大きな重みを与え、信頼度riの低い区間でのSDNNには小さな重みを与えるように重み付け処理を行う。このような重み付けを行うことにより、上記ストレス度に対する、脈波信号を適切に測定できなかった信頼度riの低い区間のSDNNの影響を抑えることができ、信頼性の高いストレス度を取得することができる。すなわち、本方法によれば、信頼度riをサーバ30の算出処理にフィードバックすることにより、サーバ30で算出されるHRV指標やストレス度等の精度をより向上させることができる。Further, in the present method, in the case of integrating the HRV indexes of a plurality of periods to calculate a predetermined index, after weighting each HRV index based on the reliability ri of each period, the above-mentioned method is performed. The integrated value may be calculated. More specifically, the stress level of a user in a day may be defined by a weighted average of a plurality of SDNNs (a type of HRV index) calculated during the day. In this method, in such a case, a weighting process is performed so that a large weight is given to the SDNN value in the section having a high reliability ri and a small weight is given to the SDNN in the section having a low reliability ri. conduct. By performing such weighting, it is possible to suppress the influence of SDNN in the section with low reliability ri for which the pulse wave signal could not be measured appropriately on the above stress degree, and obtain a highly reliable stress degree. be able to. That is, according to this method, by feeding back the reliability ri to the calculation process of the
<<5. まとめ>>
以上説明したように、本実施形態によれば、脈波信号の測定についての信頼度を算出し、ユーザに対してHRV指標等とともに上記信頼度を提示することにより、ユーザの状態を測定に理想的な状態に誘導することができる。さらに、算出した信頼度を、ウェアラブルデバイス10やサーバ30の制御にフィードバックすることにより、精度の高いHRV指標の算出を行ったり、バッテリー消費量を抑えたりと、ウェアラブルデバイス10やサーバ30を好適に制御することができる。すなわち、本実施形態によれば、自由行動下のユーザにおける脈波信号の測定において、当該測定を好適な状態にすることができる。<< 5. Summary >>
As described above, according to the present embodiment, the reliability of the measurement of the pulse wave signal is calculated, and the reliability is presented to the user together with the HRV index and the like, so that the user's condition is ideally measured. Can lead to a state of affairs. Further, by feeding back the calculated reliability to the control of the
さらには、本実施形態によれば、PPIの時系列データから精度よく異常値を検出し、検出した異常値に基づいて、PPIの時系列データを補正することにより、算出されるHRV指標等が、本来の算出すべき正しいHRV指標等と乖離してしまうことを避けることができる。すなわち、本実施形態によれば、PPIの時系列データに基づいて算出されるHRV指標等の精度を向上させることができる。 Furthermore, according to the present embodiment, the HRV index or the like calculated by accurately detecting an abnormal value from the time-series data of the PPI and correcting the time-series data of the PPI based on the detected abnormal value is obtained. , It is possible to avoid deviation from the correct HRV index or the like that should be calculated. That is, according to this embodiment, it is possible to improve the accuracy of the HRV index or the like calculated based on the time series data of PPI.
<<6. ハードウェア構成について>>
図26は、本実施形態に係る情報処理装置900のハードウェア構成の一例を示す説明図である。図26では、情報処理装置900は、上述のサーバ30のハードウェア構成の一例を示している。<< 6. About hardware configuration >>
FIG. 26 is an explanatory diagram showing an example of the hardware configuration of the
情報処理装置900は、例えば、CPU950と、ROM952と、RAM954と、記録媒体956と、入出力インターフェース958と、操作入力デバイス960とを有する。さらに、情報処理装置900は、表示デバイス962と、通信インターフェース968と、センサ980とを有する。また、情報処理装置900は、例えば、データの伝送路としてのバス970で各構成要素間を接続する。
The
(CPU950)
CPU950は、例えば、CPU等の演算回路で構成される、1または2以上のプロセッサや、各種処理回路等で構成され、情報処理装置900全体を制御する制御部(例えば、上述の制御部130)として機能する。具体的には、CPU950は、情報処理装置900において、例えば、上述の検出部332、検出補正制御部334、補正部336、信頼度算出部338、及びHRV指標算出部342等の機能を果たす。(CPU950)
The
(ROM952及びRAM954)
ROM952は、CPU950が使用するプログラムや演算パラメータ等の制御用データ等を記憶する。RAM954は、例えば、CPU950により実行されるプログラム等を一時的に記憶する。(ROM952 and RAM954)
The
(記録媒体956)
記録媒体956は、上述の記憶部350として機能し、例えば、本実施形態に係る情報処理方法に係るデータや、各種アプリケーション等様々なデータを記憶する。ここで、記録媒体956としては、例えば、ハードディスク等の磁気記録媒体や、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリが挙げられる。また、記録媒体956は、情報処理装置900から着脱可能であってもよい。(Recording medium 956)
The
(入出力インターフェース958、操作入力デバイス960、及び表示デバイス962)
入出力インターフェース958は、例えば、操作入力デバイス960や、表示デバイス962等を接続する。入出力インターフェース958としては、例えば、USB(Universal Serial Bus)端子や、DVI(Digital Visual Interface)端子、HDMI(High-Definition Multimedia Interface)(登録商標)端子、各種処理回路等が挙げられる。(I /
The input /
操作入力デバイス960は、例えば上述の入力部300として機能し、情報処理装置900の内部で入出力インターフェース958と接続される。
The
表示デバイス962は、例えば上述の出力部310として機能し、情報処理装置900上に備えられ、情報処理装置900の内部で入出力インターフェース958と接続される。表示デバイス962としては、例えば、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ(Organic Electro-Luminescence Display)等が挙げられる。
The
なお、入出力インターフェース958は、情報処理装置900の外部の操作入力デバイス(例えば、キーボードやマウス等)や外部の表示デバイス等の、外部デバイスと接続することも可能である。また、入出力インターフェース958は、ドライブ(図示省略)と接続されていてもよい。当該ドライブは、磁気ディスク、光ディスク、又は半導体メモリなどのリムーバブル記録媒体のためのリーダライタであり、情報処理装置900に内蔵、あるいは外付けされる。当該ドライブは、装着されているリムーバブル記録媒体に記録されている情報を読み出して、RAM954に出力する。また、当該ドライブは、装着されているリムーバブル記録媒体に記録を書き込むこともできる。
The input /
(通信インターフェース968)
通信インターフェース968は、例えば上述のネットワーク70を介して(あるいは、直接的に)、サーバ30等の外部装置と、無線または有線で通信を行うための通信部340として機能する。ここで、通信インターフェース968としては、例えば、通信アンテナ及びRF(Radio frequency)回路(無線通信)や、IEEE802.15.1ポート及び送受信回路(無線通信)、IEEE802.11ポート及び送受信回路(無線通信)、あるいはLAN(Local Area Network)端子及び送受信回路(有線通信)等が挙げられる。(Communication interface 968)
The
(センサ980)
センサ980は、ウェアラブルデバイス10のセンサ部120として機能する。さらに、センサ980は、圧力センサ等の各種のセンサを含んでもよい。(Sensor 980)
The
以上、情報処理装置900のハードウェア構成の一例を示した。なお、情報処理装置900のハードウェア構成は、図26に示す構成に限られない。詳細には、上記の各構成要素は、汎用的な部材を用いて構成してもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成してもよい。かかる構成は、実施する時々の技術レベルに応じて適宜変更されうる。
The above is an example of the hardware configuration of the
例えば、情報処理装置900は、接続されている外部の通信デバイスを介して外部装置等と通信を行う場合や、スタンドアローンで処理を行う構成である場合には、通信インターフェース968を備えていなくてもよい。また、通信インターフェース968は、複数の通信方式によって、1または2以上の外部装置と通信を行うことが可能な構成を有していてもよい。また、情報処理装置900は、例えば、記録媒体956や、操作入力デバイス960、表示デバイス962等を備えない構成をとることも可能である。
For example, the
また、本実施形態に係る情報処理装置900は、例えばクラウドコンピューティング等のように、ネットワークへの接続(または各装置間の通信)を前提とした、複数の装置からなるシステムに適用されてもよい。つまり、上述した本実施形態に係る情報処理装置900は、例えば、複数の装置により本実施形態に係る情報処理方法に係る処理を行う情報処理システムとして実現することも可能である。
Further, the
<<7. 補足>>
なお、先に説明した本開示の実施形態は、例えば、コンピュータを本実施形態に係る情報処理装置として機能させるためのプログラム、及びプログラムが記録された一時的でない有形の媒体を含みうる。また、プログラムをインターネット等の通信回線(無線通信も含む)を介して頒布してもよい。<< 7. Supplement >>
It should be noted that the embodiments of the present disclosure described above may include, for example, a program for making a computer function as an information processing apparatus according to the present embodiment, and a non-temporary tangible medium in which the program is recorded. Further, the program may be distributed via a communication line (including wireless communication) such as the Internet.
また、上述した各実施形態の処理における各ステップは、必ずしも記載された順序に沿って処理されなくてもよい。例えば、各ステップは、適宜順序が変更されて処理されてもよい。また、各ステップは、時系列的に処理される代わりに、一部並列的に又は個別的に処理されてもよい。さらに、各ステップの処理方法についても、必ずしも記載された方法に沿って処理されなくてもよく、例えば、他の機能部によって他の方法で処理されていてもよい。 In addition, each step in the processing of each of the above-described embodiments does not necessarily have to be processed in the order described. For example, each step may be processed in an appropriately reordered manner. Further, each step may be partially processed in parallel or individually instead of being processed in chronological order. Further, the processing method of each step does not necessarily have to be processed according to the described method, and may be processed by another method, for example, by another functional unit.
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。 Although the preferred embodiments of the present disclosure have been described in detail with reference to the accompanying drawings, the technical scope of the present disclosure is not limited to such examples. It is clear that anyone with ordinary knowledge in the art of the present disclosure may come up with various modifications or amendments within the scope of the technical ideas set forth in the claims. Is, of course, understood to belong to the technical scope of the present disclosure.
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。 In addition, the effects described herein are merely explanatory or exemplary and are not limited. That is, the technique according to the present disclosure may exert other effects apparent to those skilled in the art from the description of the present specification, in addition to or in place of the above effects.
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
(1)ユーザに装着された脈波センサによって取得されたセンシングデータから取得された拍動変動データ、又は、当該拍動変動データから算出される前記ユーザの身体状態を示す身体指標の信頼度を算出する信頼度算出部と、算出した前記信頼度に基づいて、各種処理を制御する制御部と、を備える情報処理装置。
(2)前記信頼度は、前記ユーザの状態、前記脈波センサの装着状態、又は、取得された前記拍動変動データの少なくともいずれかに基づいて、算出される、上記(1)に記載の情報処理装置。
(3)前記信頼度は、前記ユーザに装着されたモーションセンサによって取得された前記ユーザの状態に基づいて算出される、上記(2)に記載の情報処理装置。
(4)前記信頼度は、前記脈波センサとともに前記ユーザに装着されたセンサによって取得された前記脈波センサの装着状態に基づいて算出される、上記(2)に記載の情報処理装置。
(5)前記拍動変動データから異常値を検出する検出部をさらに備える、上記(1)に記載の情報処理装置。
(6)前記信頼度は、検出された前記異常値に基づいて算出される、上記(5)に記載の情報処理装置。
(7)前記制御部は、算出された前記信頼度に基づいて前記検出部を制御する、上記(5)又は(6)に記載の情報処理装置。
(8)前記検出部は、前記拍動変動データから、所定長の区間における前記拍動変動データを抽出し、抽出した前記所定長の区間における前記拍動変動データを所定のパターンと比較することにより、前記異常値を検出する、上記(5)~(7)のいずれか1つに記載の情報処理装置。
(9)前記検出部は、前記ユーザの身体特性に応じて前記異常値の検出の際に用いるパラメータを変化させる、上記(5)~(8)のいずれか1つに記載の情報処理装置。
(10)検出された前記異常値に基づいて、前記拍動変動データを補正する補正部をさらに備える、上記(5)に記載の情報処理装置。
(11)前記制御部は、算出された前記信頼度に基づいて前記補正部を制御する、上記(10)に記載の情報処理装置。
(12)前記補正部は、算出する前記身体指標の種別に応じて補正処理を変化させる、上記(10)又は(11)に記載の情報処理装置。
(13)前記補正部は、前記拍動変動データから、所定長の区間における前記拍動変動データを抽出し、抽出した前記所定長の区間における前記拍動変動データのパターンを認識し、認識した前記パターンの種別に応じて補正処理を変化させる、上記(10)又は(11)に記載の情報処理装置。
(14)補正された前記拍動変動データに基づいて、前記身体指標を算出する指標算出部をさらに備える、上記(10)に記載の情報処理装置。
(15)前記制御部は、算出された前記信頼度に基づいて前記指標算出部を制御する、上記(14)に記載の情報処理装置。
(16)前記指標算出部は、前記信頼度に基づいて、各区間の前記拍動変動データ又は前記身体指標に重み付けを行う、上記(14)に記載の情報処理装置。
(17)前記制御部は、前記信頼度に基づいて前記脈波センサを制御する、上記(1)に記載の情報処理装置。
(18)前記制御部は、前記情報処理装置内で行われる、前記拍動変動データからの異常値の検出を行う検出処理、前記拍動変動データを補正する補正処理、及び、前記拍動変動データから前記身体指標を算出する算出処理のうちの少なくとも1つの処理を制御する、上記(1)に記載の情報処理装置。
(19)ユーザに装着された脈波センサによって取得されたセンシングデータから取得された拍動変動データ、又は、当該拍動変動データから算出される前記ユーザの身体状態を示す身体指標の信頼度を算出し、算出した前記信頼度に基づいて、各種処理を制御することを含む、情報処理方法。
(20)ユーザに装着された脈波センサによって取得されたセンシングデータから取得された拍動変動データ、又は、当該拍動変動データから算出される前記ユーザの身体状態を示す身体指標の信頼度を算出する機能と、算出した前記信頼度に基づいて、各種処理を制御する機能と、をコンピュータに実現させるためのプログラム。The following configurations also belong to the technical scope of the present disclosure.
(1) The reliability of the pulsation fluctuation data acquired from the sensing data acquired by the pulse wave sensor attached to the user, or the physical index indicating the physical condition of the user calculated from the pulsation fluctuation data. An information processing device including a reliability calculation unit for calculation and a control unit for controlling various processes based on the calculated reliability.
(2) The reliability according to the above (1), which is calculated based on at least one of the user's state, the pulse wave sensor wearing state, and the acquired pulsation fluctuation data. Information processing device.
(3) The information processing apparatus according to (2) above, wherein the reliability is calculated based on the state of the user acquired by the motion sensor attached to the user.
(4) The information processing apparatus according to (2) above, wherein the reliability is calculated based on the wearing state of the pulse wave sensor acquired by the sensor worn by the user together with the pulse wave sensor.
(5) The information processing apparatus according to (1) above, further comprising a detection unit that detects an abnormal value from the pulsation fluctuation data.
(6) The information processing apparatus according to (5) above, wherein the reliability is calculated based on the detected abnormal value.
(7) The information processing device according to (5) or (6) above, wherein the control unit controls the detection unit based on the calculated reliability.
(8) The detection unit extracts the pulsation fluctuation data in the section of the predetermined length from the pulsation fluctuation data, and compares the pulsation fluctuation data in the extracted section of the predetermined length with the predetermined pattern. The information processing apparatus according to any one of (5) to (7) above, which detects the abnormal value.
(9) The information processing apparatus according to any one of (5) to (8) above, wherein the detection unit changes the parameters used when detecting the abnormal value according to the physical characteristics of the user.
(10) The information processing apparatus according to (5) above, further comprising a correction unit that corrects the pulsation fluctuation data based on the detected abnormal value.
(11) The information processing apparatus according to (10) above, wherein the control unit controls the correction unit based on the calculated reliability.
(12) The information processing apparatus according to (10) or (11) above, wherein the correction unit changes the correction process according to the type of the body index to be calculated.
(13) The correction unit extracts the pulsation fluctuation data in the section of the predetermined length from the pulsation fluctuation data, and recognizes and recognizes the pattern of the pulsation fluctuation data in the extracted section of the predetermined length. The information processing apparatus according to (10) or (11) above, which changes the correction process according to the type of the pattern.
(14) The information processing apparatus according to (10) above, further comprising an index calculation unit for calculating the physical index based on the corrected pulsation fluctuation data.
(15) The information processing apparatus according to (14) above, wherein the control unit controls the index calculation unit based on the calculated reliability.
(16) The information processing apparatus according to (14) above, wherein the index calculation unit weights the pulsation fluctuation data or the body index in each section based on the reliability.
(17) The information processing device according to (1) above, wherein the control unit controls the pulse wave sensor based on the reliability.
(18) The control unit performs detection processing for detecting an abnormal value from the pulsation fluctuation data, correction processing for correcting the pulsation fluctuation data, and pulsation fluctuation performed in the information processing apparatus. The information processing apparatus according to (1) above, which controls at least one of the calculation processes for calculating the physical index from the data.
(19) The reliability of the pulsation fluctuation data acquired from the sensing data acquired by the pulse wave sensor attached to the user, or the physical index indicating the physical condition of the user calculated from the pulsation fluctuation data. An information processing method including calculating and controlling various processes based on the calculated reliability.
(20) The reliability of the pulsation fluctuation data acquired from the sensing data acquired by the pulse wave sensor attached to the user, or the physical index indicating the physical condition of the user calculated from the pulsation fluctuation data. A program for realizing a computer with a function to calculate and a function to control various processes based on the calculated reliability.
1 情報処理システム
10、10a ウェアラブルデバイス
12 バンド部
14 圧力センサ部
30 サーバ
50 ユーザ端末
70 ネットワーク
100、300 入力部
110、310 出力部
120 センサ部
122 PPGセンサ部
124 モーションセンサ部
130、330 制御部
140、340 通信部
150、350 記憶部
200 測定部位
202 血管
332 検出部
334 検出補正制御部
336 補正部
338 信頼度算出部
342 HRV指標算出部
350 記憶部
352 DB
500 グレーアウト表示
900 情報処理装置
950 CPU
952 ROM
954 RAM
956 記録媒体
958 入出力インターフェース
960 操作入力デバイス
962 表示デバイス
968 通信インターフェース
970 バス
980 センサ1
500 Gray out
952 ROM
954 RAM
956 Recording medium 958 Input /
Claims (16)
算出した前記信頼度に基づいて、各種処理を制御する制御部と、
前記拍動変動データから異常値を検出する検出部と、
検出された前記異常値に基づいて、前記拍動変動データを補正する補正部と、
を備え、
前記補正部は、算出する前記身体指標の種別に応じて補正処理を変化させる、
情報処理装置。 Reliance for calculating the reliability of the pulsation fluctuation data acquired from the sensing data acquired by the pulse wave sensor attached to the user, or the physical index indicating the physical condition of the user calculated from the pulsation fluctuation data. Degree calculation unit and
A control unit that controls various processes based on the calculated reliability,
A detection unit that detects abnormal values from the pulsation fluctuation data,
A correction unit that corrects the pulsation fluctuation data based on the detected abnormal value, and
Equipped with
The correction unit changes the correction process according to the type of the body index to be calculated.
Information processing equipment.
請求項2に記載の情報処理装置。 The reliability is calculated based on the state of the user acquired by the motion sensor attached to the user.
The information processing apparatus according to claim 2.
請求項2に記載の情報処理装置。 The reliability is calculated based on the wearing state of the pulse wave sensor acquired by the sensor worn by the user together with the pulse wave sensor.
The information processing apparatus according to claim 2.
ユーザに装着された脈波センサによって取得されたセンシングデータから取得された拍動変動データ、又は、当該拍動変動データから算出される前記ユーザの身体状態を示す身体指標の信頼度を算出し、
算出した前記信頼度に基づいて、各種処理を制御し、
前記拍動変動データから異常値を検出し、
検出された前記異常値に基づいて、前記拍動変動データを補正する、
ことを含み、
前記拍動変動データの補正においては、算出する前記身体指標の種別に応じて補正処理を変化させる、
情報処理方法。 Information processing equipment
The reliability of the pulsation fluctuation data acquired from the sensing data acquired by the pulse wave sensor attached to the user or the physical index indicating the physical condition of the user calculated from the pulsation fluctuation data is calculated.
Various processes are controlled based on the calculated reliability .
An abnormal value is detected from the pulsation fluctuation data, and
The pulsation fluctuation data is corrected based on the detected abnormal value.
Including that
In the correction of the pulsation fluctuation data, the correction process is changed according to the type of the physical index to be calculated.
Information processing method.
算出した前記信頼度に基づいて、各種処理を制御する機能と、
前記拍動変動データから異常値を検出する機能と、
検出された前記異常値に基づいて、前記拍動変動データを補正する機能と、
をコンピュータに実現させるためのプログラムであって、
前記補正する機能は、算出する前記身体指標の種別に応じて補正処理を変化させる、
プログラム。 A function to calculate the reliability of the pulsation fluctuation data acquired from the sensing data acquired by the pulse wave sensor attached to the user, or the physical index indicating the physical condition of the user calculated from the pulsation fluctuation data. When,
A function to control various processes based on the calculated reliability, and
The function to detect abnormal values from the pulsation fluctuation data and
A function to correct the pulsation fluctuation data based on the detected abnormal value, and
Is a program to realize on a computer
The correction function changes the correction process according to the type of the body index to be calculated.
program.
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Families Citing this family (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019130840A1 (en) * | 2017-12-28 | 2019-07-04 | 日本電気株式会社 | Signal-processing device, analysis system, signal-processing method, and signal-processing program |
JP7046760B2 (en) * | 2018-08-23 | 2022-04-04 | アンリツ株式会社 | Signal analysis device, signal analysis method, and signal analysis program |
JP7162254B2 (en) * | 2019-01-31 | 2022-10-28 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Biological information monitoring method and biological information monitoring system |
JP7320766B2 (en) * | 2019-01-31 | 2023-08-04 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Biological information monitoring method, biological information monitoring system and biological information monitoring program |
KR102773553B1 (en) * | 2019-02-01 | 2025-02-25 | 삼성전자주식회사 | Heartbeat index determination apparatus and method |
JP2020130335A (en) * | 2019-02-14 | 2020-08-31 | 日本電信電話株式会社 | Time feature value calculation device, calculation method and its program |
JP7219182B2 (en) * | 2019-07-22 | 2023-02-07 | マクセル株式会社 | Detection device and detection method |
JP2021041088A (en) * | 2019-09-13 | 2021-03-18 | 株式会社東芝 | Electronic device and method |
JP7024769B2 (en) * | 2019-09-24 | 2022-02-24 | カシオ計算機株式会社 | Biometric information acquisition device, biometric information acquisition method and program |
KR20210060246A (en) * | 2019-11-18 | 2021-05-26 | 삼성전자주식회사 | The arraprus for obtaining biometiric data and method thereof |
JP2021094307A (en) * | 2019-12-19 | 2021-06-24 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | Information processing device and program |
JP2021122581A (en) * | 2020-02-06 | 2021-08-30 | 国立大学法人大阪大学 | Biometric information processing method and biometric information processing system |
TWI749631B (en) * | 2020-07-10 | 2021-12-11 | 緯創資通股份有限公司 | Signal processing method, apparatus and non-transitory computer readable storage medium |
CN114098794A (en) * | 2020-08-28 | 2022-03-01 | 华为技术有限公司 | Method and device for detecting human health condition |
JP7520670B2 (en) | 2020-09-30 | 2024-07-23 | 日本光電工業株式会社 | Biological information processing device, biological information processing method, and biological information processing program |
KR102443679B1 (en) * | 2020-11-03 | 2022-09-15 | 주식회사 포스코아이씨티 | Apparatus for Analyzing Sleeping Using Estimation of Electrocardiogram |
GB2603104A (en) * | 2020-12-04 | 2022-08-03 | Huma Therapeutics Ltd | Predicting a heart rate variability parameter |
CN116981401A (en) * | 2021-03-19 | 2023-10-31 | 深圳市韶音科技有限公司 | Motion monitoring method and system |
JP2022149902A (en) * | 2021-03-25 | 2022-10-07 | 株式会社日立物流 | Biological data evaluation server, biological data evaluation system and biological data evaluation method |
CN115191962B (en) * | 2021-04-09 | 2024-09-20 | 广东小天才科技有限公司 | Control method of reversible intelligent watch, reversible intelligent watch and storage medium |
GB2606140A (en) * | 2021-04-21 | 2022-11-02 | Prevayl Innovations Ltd | Method and system for correcting heartrate values derived from a heart rate signal |
JP7608264B2 (en) | 2021-05-12 | 2025-01-06 | 株式会社日立製作所 | Biometric data-related index measurement system |
JP7380659B2 (en) * | 2021-09-13 | 2023-11-15 | カシオ計算機株式会社 | Electronic equipment, electronic clocks, information output methods and programs |
CN113961548B (en) * | 2021-09-22 | 2022-03-25 | 航天宏康智能科技(北京)有限公司 | Abnormal value processing method and abnormal value processing device for water consumption time series data |
DE112023000495T5 (en) * | 2022-03-31 | 2024-12-24 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | METHOD FOR ESTIMATING PERIPHERAL BLOOD PRESSURE AND SYSTEM FOR MEASURING BIOLOGICAL DATA |
WO2024161442A1 (en) * | 2023-01-30 | 2024-08-08 | 三菱電機株式会社 | Sleepiness estimation device, equipment provided with sleepiness estimation device, and air conditioner |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009261419A (en) | 2008-04-21 | 2009-11-12 | Denso Corp | Biological state estimating device, program, and recording medium |
JP2010162282A (en) | 2009-01-19 | 2010-07-29 | Denso Corp | Apparatus for evaluating biological condition, system for evaluating biological condition, program, and recording medium |
JP2011212441A (en) | 2010-03-31 | 2011-10-27 | General Electric Co <Ge> | System and method of performing electrocardiography with motion detection |
JP2015080624A (en) | 2013-10-23 | 2015-04-27 | 富士通株式会社 | Waveform interpolation device, method and program |
WO2015141216A1 (en) | 2014-03-18 | 2015-09-24 | 京セラ株式会社 | Biometric-information measurement device and biometric-information measurement method |
JP2016146994A (en) | 2015-02-13 | 2016-08-18 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Biological information measurement device |
JP2016202348A (en) | 2015-04-17 | 2016-12-08 | セイコーエプソン株式会社 | Biological information processing system, terminal device, and biological information processing method |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05184547A (en) * | 1992-01-10 | 1993-07-27 | Omron Corp | Electronic hemodynamometer |
JP3319140B2 (en) | 1994-04-19 | 2002-08-26 | いすゞ自動車株式会社 | Heart rate variability waveform analysis method and apparatus |
JP3353452B2 (en) * | 1994-05-24 | 2002-12-03 | いすゞ自動車株式会社 | Dozing warning device |
JP3610148B2 (en) * | 1995-02-20 | 2005-01-12 | セイコーエプソン株式会社 | Period / frequency measuring device |
US5865756A (en) * | 1997-06-06 | 1999-02-02 | Southwest Research Institute | System and method for identifying and correcting abnormal oscillometric pulse waves |
US20050240112A1 (en) * | 2003-08-28 | 2005-10-27 | Fang Dan O | System and method for detecting and locating heart disease |
CN102740773B (en) * | 2010-02-05 | 2014-11-26 | 日本电气株式会社 | Organism information measuring instrument, and portable terminal device |
EP2524647A1 (en) | 2011-05-18 | 2012-11-21 | Alain Gilles Muzet | System and method for determining sleep stages of a person |
US9734304B2 (en) * | 2011-12-02 | 2017-08-15 | Lumiradx Uk Ltd | Versatile sensors with data fusion functionality |
CN103892816B (en) * | 2012-12-27 | 2018-07-06 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | A kind of survey meter of blood pressure |
EP3081157A1 (en) | 2015-04-17 | 2016-10-19 | Seiko Epson Corporation | Biological information processing system, biological information processing device, terminal device, method for generating analysis result information, and biological information processing method |
JP2016221092A (en) * | 2015-06-02 | 2016-12-28 | ソニー株式会社 | Noise reduction processing circuit and method, and biological information processing device and method |
-
2018
- 2018-04-04 WO PCT/JP2018/014438 patent/WO2019003549A1/en unknown
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009261419A (en) | 2008-04-21 | 2009-11-12 | Denso Corp | Biological state estimating device, program, and recording medium |
JP2010162282A (en) | 2009-01-19 | 2010-07-29 | Denso Corp | Apparatus for evaluating biological condition, system for evaluating biological condition, program, and recording medium |
JP2011212441A (en) | 2010-03-31 | 2011-10-27 | General Electric Co <Ge> | System and method of performing electrocardiography with motion detection |
JP2015080624A (en) | 2013-10-23 | 2015-04-27 | 富士通株式会社 | Waveform interpolation device, method and program |
WO2015141216A1 (en) | 2014-03-18 | 2015-09-24 | 京セラ株式会社 | Biometric-information measurement device and biometric-information measurement method |
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